Une nouvelle étude de Rudall et Rice en Annals of Botany regarde Modélisation épidermique et développement stomatique chez Gnetales. Les Gnétales sont trois familles de plantes qui ont divergé au Jurassique, avant les plantes à fleurs, elles sont donc anciennes. Cependant, seuls trois genres ont survécu jusqu'à nos jours. Cela signifie qu'ils fournissent un groupe de plantes utile si vous souhaitez examiner comment les stomates se sont développés au cours de millions d'années. Le Dr Paula Rudall a pris le temps de parler à Botany One de ses recherches.
Pourquoi se focaliser sur les Gnetales pour une étude comme celle-ci ? Le Dr Rudall a déclaré: "Les Gnetales sont des plantes extraordinaires qui présentent un intérêt général considérable pour tous les botanistes car elles représentent des reliques préhistoriques ("fossiles vivants"). Les trois genres existants (Ephedra, Gnétum et welwitschia) sont très différents les uns des autres par leur morphologie : Ephedra a de minuscules feuilles ressemblant à des écailles, Gnétum les feuilles ont un pétiole et un limbe, et welwitschia, représenté par une seule espèce existante confinée aux déserts du sud-ouest de l'Afrique, ne porte qu'une seule paire de feuilles tout au long de sa vie, qui peut être de 1000 ans ou plus.
« Nous nous sommes lancés dans ce projet dans le cadre d'une étude plus large du développement des stomates chez les plantes terrestres, en partie parce que nous avons réalisé que la plupart des études sur les stomates de Gnetales reposent sur des données très anciennes. Par exemple, notre étude est la première depuis 1934 à examiner le développement stomatique chez welwitschia, et le premier à illustrer cela avec des photomicrographies.
L'histoire évolutive des Gnetales s'étend sur des centaines de millions d'années, il y a donc eu beaucoup de temps pour que les stomates des plantes divergent. Le Dr Rudall a noté ceci : « Des différences profondes existent dans le développement précoce, notamment dans le développement des cellules situées de part et d'autre des cellules de garde. Dans Ephedra, ces cellules subsidiaires latérales sont dérivées de fichiers de cellules adjacentes, alors que dans Gnétum et welwitschia elles sont issues de la même lignée cellulaire qui forme les cellules de garde.
« La principale différence entre Gnétum et welwitschia est en prépatterning épidermique, qui est linéaire dans welwitschia, de sorte que tous les stomates sont parallèles les uns aux autres, mais formés en quatuors de cellules en expansion dans Gnétum, de sorte que les stomates peuvent être orientés parallèlement ou perpendiculairement. Ces différences de développement sont en partie liées à des différences de croissance des organes.
"Des études sur des organismes modèles suggèrent qu'ils sont régis par différents facteurs génétiques, bien que cet aspect reste à évaluer chez Gnetales."
La recherche soutient l'idée que Gnétum et welwitschia sont une paire de sœurs, et Ephedra est plus éloigné. Le suivi du développement des stomates chez Gnetales pourrait également avoir des applications ailleurs. Le Dr Rudall a récemment publié un article sur la structure épidermique d'un autre ordre de plantes à graines, Bennettittales, qui s'est éteint au Crétacé.. Le Dr Rudall a déclaré: «Les Bennettites sont largement considérées comme proches de la lignée souche des angiospermes, et les stomates sont importants dans leur identification. Dans cet article, nous recherchons des « empreintes digitales fossiles » pour le développement, ce qui est difficile (souvent impossible) à déduire des fossiles. Nous utilisons nos résultats sur Gnetales pour émettre l'hypothèse que Gnétum et welwitschia représentent les analogues vivants les plus proches des Bennettitales en ce qui concerne le développement stomatique.
