Les plantes sont incroyablement diverses, tout comme les botanistes ! Dans sa mission de diffuser des histoires fascinantes sur le monde végétal, Botany One vous présente également les scientifiques à l'origine de ces formidables histoires.

Aujourd'hui, nous accueillons le Dr Dustin Wolkis, passionné par la physiologie de la conservation ex situ des semences et du pollen. Ses recherches portent actuellement sur leur longévité et les facteurs qui l'influencent : l'humidité, la température, les lipides et le temps. Basé à Hawaï, où 90 % des plantes vasculaires sont endémiques, mais où le taux d'extinction est le plus élevé au monde, le Dr Wolkis s'intéresse particulièrement à la manière dont la conservation ex situ peut contribuer à préserver la biodiversité pour l'avenir. En tant que conservateur scientifique de Conservation des semences au Jardin botanique tropical nationalIl est responsable de la conservation de la collection de graines, de pollen et de spores hawaïennes menacées et est le chercheur principal pour la recherche sur le matériel génétique. Wolkis est titulaire d'une maîtrise en biologie végétale et conservation de l'Université d'État de l'Arizona et d'un doctorat en biodiversité de l'Université de Copenhague. Il est également professeur associé au programme d'études supérieures en botanique de l'École des sciences de la vie de l'Université d'Hawaï à Mānoa et est vice-président du groupe de spécialistes de la conservation des semences de la Commission de la survie des espèces de l'Union internationale pour la conservation de la nature. Vous pouvez suivre ses travaux sur Bluesky.

Qu’est-ce qui vous a poussé à vous intéresser aux plantes ?

J'ai eu la chance de grandir près d'un vestige de désert, au cœur de Phoenix (Arizona, États-Unis), une ville par ailleurs pavée, où je pouvais m'évader et savourer le réconfort de la nature. J'adorais le camping, la randonnée et les sciences, mais comme j'étais un diplômé universitaire de première génération, je n'ai jamais pensé que devenir scientifique était réaliste. Jeune adulte, je me suis retrouvé à travailler chez un apothicaire. J'adorais apprendre sur les plantes, leurs noms latins et leur utilisation par les humains. Je pensais retourner à l'école de biologie pour ensuite intégrer une école de naturopathie. Cependant, j'ai suivi mes premiers cours d'écologie et de biologie de la conservation et j'ai réalisé que je pouvais étudier les plantes elles-mêmes, dans leur habitat, ce qui m'a lancé sur la voie de la biologie de la conservation des plantes – et je n'ai jamais regretté. Travailler en écologie et conservation des plantes, sur le terrain et en laboratoire, pendant mes études de premier cycle, n'a fait que renforcer mon amour pour les plantes et mon désir de les étudier. C'est alors que j'ai compris que devenir phytologue était tout à fait possible.

Qu’est-ce qui vous a motivé à poursuivre votre domaine de recherche actuel ?

Après avoir obtenu un baccalauréat en biologie avec une concentration en biologie de la conservation et en écologie, j'ai eu la chance de trouver une place au sein du département de recherche, de conservation et de collections de l'Université de Californie à Berkeley. Jardin botanique du désert (DBG). J'ai été embauchée pour coordonner les efforts du DBG dans le cadre du programme national de collecte de semences indigènes intitulé « Graines de succès », et c'est ainsi que j'ai découvert le monde des semences. Parallèlement, j'ai entamé un master en biologie et conservation des plantes à l'Université d'État de l'Arizona (ASU), où j'ai étudié l'écologie traditionnelle des communautés végétales des zones humides de type ciénega. Mes directrices de recherche au DBG et à l'ASU, Kim McCue et Julie Stromberg respectivement, ont eu une influence déterminante sur mon développement en tant que scientifique, me donnant la confiance, le soutien et la liberté nécessaires pour explorer de nouvelles idées, relever des défis et réussir d'une manière que je n'aurais jamais imaginée. Durant cette période, j'ai eu l'opportunité de passer une semaine avec Christina Walters et son équipe au Laboratoire national américain pour la préservation des ressources génétiques (également connu sous le nom de « Laboratoire national des semences » des États-Unis). Elle m'a profondément marquée avec ce que je sais maintenant être les informations les plus fondamentales sur la conservation des semences. Mon esprit était en ébullition ; je ne pouvais penser à rien d'autre. C'est ainsi que la conservation des semences est devenue une véritable passion !

Quelle est la partie que vous préférez de votre travail liée aux plantes ?

Je suis constamment émerveillé par les réactions physiologiques étranges et sauvages des plantes, de leurs graines et de leur pollen. J'ai l'immense honneur et la « kuleana » (privilège et responsabilité sacrés) de travailler avec la flore indigène hawaïenne, où 90 % des espèces de plantes vasculaires sont endémiques, 268 taxons végétaux comptent moins de 50 individus à l'état sauvage, près de la moitié (45 %) des taxons végétaux classés menacés ou en voie de disparition au niveau fédéral sont présents, et où le plus grand nombre d'extinctions de plantes modernes a été enregistré. En travaillant dans un lieu aussi privilégié, j'ai le sentiment de pouvoir avoir un impact positif sur la conservation des plantes, même modeste. J'ai également la chance de travailler pour le Jardin botanique tropical national, une organisation à but non lucratif, dont la mission est « d'enrichir la vie en perpétuant les plantes, les écosystèmes et le patrimoine culturel tropicaux ». Encadrer la prochaine génération de phytologues, qu'ils soient lycéens, étudiants de premier cycle, diplômés ou postdoctorants, est l'un de mes aspects préférés du travail avec les plantes.

Y a-t-il des plantes ou des espèces spécifiques qui ont intrigué ou inspiré vos recherches ? Si oui, quels sont-ils et pourquoi ?

Si les questions sont les mêmes lorsqu'on passe du désert aux tropiques, la flore, elle, est bien différente ! Pourtant, à mon arrivée à Hawaï, j'ai immédiatement trouvé une plante amie : dodonaea viscosa (Sapindaceae). Cette plante est originaire du désert de Sonran et d'Hawaï (ainsi que des régions tropicales et subtropicales du monde entier), où elle est connue sous le nom d'« a'ali'i ». Un ʻŌlelo Noʻeau (« proverbes et dictons poétiques hawaïens ») qui m'a inspiré est :

He 'a'ali'i ku makani mai au; 'a'ohe makani nana e kula'i.

« Je suis un 'a'ali'i qui résiste au vent ; aucune tempête ne peut me renverser. »

ʻŌlelo Noʻeau #507, collecté, traduit et annoté par Mary Kawena Pukui, 1983.

La famille la plus nombreuse et pourtant la plus menacée d'Hawaï est celle des Campanulacées. Elle s'est divisée en six genres, dont cinq endémiques, et compte 161 taxons actuellement décrits. Les graines de cette famille se sont révélées tolérantes à la dessiccation tout en ayant une durée de vie plus longue à une température fraîche de 5 °C, comparativement à la température de conservation conventionnelle de -18 °C. Ce comportement particulier de conservation des graines a intrigué et inspiré mes recherches actuelles sur l'empreinte thermique des lipides, et a renforcé ma fascination pour la longévité des graines.

Pourriez-vous partager une expérience ou une anecdote de votre travail qui a marqué votre parcours et réaffirmé votre fascination pour les plantes ?

Eh bien, je m'emballe facilement et j'avoue être fascinée par presque tout, haha ​​! Cependant, une analyse basée sur la similarité taxonomique de l'ensemble de la flore hawaïenne suggère que jusqu'à un tiers des espèces hawaïennes pourraient présenter ce curieux comportement de conservation des graines « sensibles au gel » évoqué plus haut. Suite à des discussions avec des collègues à Hawaï et d'autres personnes comme Chris Walters et Hugh Pritchard et Daniel Ballesteros de la Banque de semences du millénaire de Kew (RBG Kew Millennium Seed Bank - MSB),, Nous avons émis l'hypothèse que cette réaction aux conditions de stockage pourrait être due à la transformation, à la cristallisation et à la cinétique de fusion des lipides. Ce n'est que plusieurs années plus tard, lors d'un séjour de recherche au MSB, que j'ai eu l'occasion de réaliser une calorimétrie différentielle à balayage afin de déterminer les profils thermiques des lipides. Alors que l'expérience était encore en préparation, nous avons observé d'importants épisodes de fusion des lipides autour de la température conventionnelle de conservation des semences (-18 °C), ce qui pourrait expliquer cette réaction particulière, dite « sensible au gel ». Aucune fusion ni cristallisation n'a été observée autour de -80 °C, ce qui indique que cette température est sûre pour le stockage et que le terme « sensible au gel » est inapproprié. Tout comme les congélateurs à -18 °C, les congélateurs à -80 °C sont facilement disponibles dans le commerce ; peut-être qu'un jour, -80 °C deviendra la température de stockage standard.

Quels conseils donneriez-vous aux jeunes scientifiques qui envisagent une carrière en biologie végétale ?

Mon parcours a été sinueux. Entre mon premier et mon dernier cursus de licence, 11 ans se sont écoulés. Je crois qu'il est tout à fait normal de ne pas avoir tout prévu en début de carrière. En fait, cela peut être passionnant : une toile vierge qui attend d'être remplie de possibilités, même celles que vous n'avez pas encore imaginées. Mais quand les temps sont durs, soyez les « a'ali'i » ; résistez au vent.

J'aurais aimé qu'on me parle d'AmeriCorps, Kupu à Hawaï, lorsque j'étais en licence. Ils proposent des programmes fantastiques qui permettent d'explorer différentes carrières en travaillant avec diverses organisations d'accueil dans diverses disciplines. Le programme de service est conforme à celui de la plupart des universités, ce qui permet aux étudiants de participer tout en poursuivant leurs études. C'est aussi une excellente opportunité pour les jeunes diplômés, qui reçoivent non seulement une allocation, mais aussi une bourse d'études à la fin de leur formation, utilisable pour des études supérieures. Si ce n'est pas possible, je recommande vivement les stages, une excellente façon d'explorer différentes perspectives de carrière.

Travailler en laboratoire en tant qu'étudiant de premier cycle est également une excellente occasion de se faire connaître et de réseauter.

Qu’est-ce que les gens se trompent généralement à propos des plantes ?

Le pollen n'est pas seulement quelque chose qui se déplace dans l'air et fait éternuer ! Chez les plantes à graines, les grains de pollen produisent les gamètes mâles et sont essentiels à la reproduction sexuée. Le pollen est vivant. En fait, dans des conditions favorables, il germe. Lorsque cela se produit, un tube pollinique émerge du grain de pollen, et les deux spermatozoïdes le parcourent pour effectuer une double fécondation des ovules, qui mûrissent ensuite en graines. La germination du pollen répond à nos questions sur la physiologie de la conservation du pollen, liée aux effets de l'humidité, de la température, des lipides et du temps sur la longévité.

Une « banque de graines » peut avoir plusieurs significations. Il s'agit généralement d'une banque de graines de conservation ou d'une banque de graines naturelle, comme une banque de graines terrestre ou aérienne/de canopée. Cela peut parfois prêter à confusion ; il est donc important de préciser à quelle « banque de graines » on fait référence ☺️.

De plus, la réglisse/réglisse est Glycyrrhiza glabra (Fabaceae) et n'a pas le goût d'anis Pimpinella anisum (Apiacées).

Carlos A. Ordóñez-Parra

Pascal (il/lui) est un écologiste colombien spécialiste des semences qui prépare actuellement son doctorat à l'Université fédérale de Minas Gerais (Belo Horizonte, Brésil) et travaille comme rédacteur scientifique chez Botany One et comme chargé de communication à l'International Society for Seed Science. Vous pouvez le suivre sur BlueSky à @caordonezparra.