Le euphyllophytes Ce groupe constitue la principale lignée végétale et comprend la plupart des plantes vasculaires actuelles. Les angiospermes, les cycadées, les ginkgos, les conifères, les gnétophytes, les prêles et les fougères descendent tous d'un ancêtre commun remontant au Dévonien inférieur, il y a plus de 400 millions d'années.
Mais, bien que toutes ces espèces vivantes possèdent des feuilles et des racines, à ce jour, les structures racinaires ont été remarquablement absentes des archives fossiles des euphyllophytes du Dévonien inférieur.
« Le clade des euphyllophytes présente une situation intrigante », écrivent Doran et Tomescu. « Malgré un nombre croissant d'espèces signalées dans les dépôts du Dévonien inférieur, on constate un manque frappant de preuves solides concernant les structures racinaires des euphyllophytes jusqu'au Dévonien moyen et l'existence de racines incontestables jusqu'au Dévonien supérieur. »
Et donc, à quel moment les euphyllophytes ont-ils commencé à développer des racines ?
Pour le découvrir, Doran et Tomescu ont entrepris de combler le manque de fossiles et trouver des preuves des structures racinaires d'un grand genre d'euphyllophytes éteint : Psilophyton. Ce genre diversifié est bien étudié et a été utilisé pour aborder des questions évolutives telles que l'anatomie végétative primitive, sporange et le développement des spores, la conduction de l'eau, la réaction aux blessures et la défense contre les herbivores. Les chercheurs ont recherché des fossiles dans la formation de Val d'Amour, au Nouveau-Brunswick, au Canada.
"Le genre Psilophyton "Ces groupes comprennent au moins 14 espèces dont l'âge s'étend du Dévonien inférieur au Dévonien moyen précoce (Pragien au début de l'Eifélien) et qui incluent certaines des plus anciennes euphyllophytes connues, essentielles à notre compréhension de l'évolution précoce du clade", écrivent-ils.
Parmi les 14 espèces reconnues, Psilophyton crenulatum est le plus ancien et le mieux caractérisé morphologiquement – et surtout, il est connu pour avoir des « émergences épineuses sur ses axes », selon Doran et Tomescu.
Chez d'autres espèces, on a supposé, voire démontré, que ces protubérances épineuses remplissaient une multitude de fonctions, notamment la photosynthèse, la transpiration, le soutien de la plante et l'excrétion. Mais leur fonction n'avait jamais été étudiée chez P. crenulatum avant le récent article de Doran et Tomescu.
Ils ont trouvé des preuves que ces émergences sont des structures racinaires précoces.
P. crenulatum Les émergences ont été extraites de la roche par dissolution chimique d'échantillons. Au total, 2090 émergences ont été examinées au microscope et leurs caractéristiques morphologiques et leur distribution par rapport à l'axe de la plante ont été mesurées.
Doran et Tomescu ont constaté que P. crenulatum Les fossiles comprenaient deux types différents d'émergences épineuses – simples (non ramifiées) et complexes (ramifiées) – et leur distribution était polarisée verticalement, les émergences apparaissant le plus fréquemment sur le côté inférieur des axes de la plante qui couraient horizontalement le long du sol, ce qui correspond à ce que l'on sait de l'emplacement des racines.
« L'hypothèse selon laquelle les émergences de Psilophyton crenulatum L'hypothèse selon laquelle ces structures avaient une fonction d'enracinement est étayée par des données relatives à leur morphologie et à leur distribution sur les axes, et est cohérente avec l'absence de tout autre type de structures d'enracinement associées à ces structures. P. crenulatum tapis", écrivent Doran et Tomescu.
Les chercheurs notent que les fonctions d'enracinement n'excluent pas d'autres fonctions possibles pour les émergences, notamment celles situées sur les parties aériennes de la plante.
Cependant, comme la distribution des émergences est fortement polarisée (les faces inférieures des axes présentant deux à quatre fois plus d'émergences que les faces supérieures), leur emplacement est étroitement lié aux structures racinaires, gravitropiques (c'est-à-dire qu'elles se développent sous l'effet de la gravité), et à leurs fonctions. De plus, la structure irrégulière des ramifications de ces émergences complexes conforte cette théorie, car elle correspond à la morphologie connue des organes qui se développent dans le substrat hétérogène des plantes, expliquent Doran et Tomescu. Enfin, les chercheurs ajoutent que la morphologie des émergences est compatible avec une fonction d'absorption, compte tenu du type de cellules présentes (parenchyme).
« L’ensemble des éléments de preuve examinés ci-dessus appuie l’hypothèse selon laquelle les émergences de P. crenulatum « avait une fonction d’enracinement », écrivent Doran et Tomescu.
Et ainsi le P. crenulatum Les émergences représentent non seulement la plus ancienne structure racinaire d'euphyllophytes actuellement connue, mais elles fournissent également la plus ancienne preuve de croissance sensible à la gravité dans le clade des euphyllophytes – nous rapprochant ainsi de la racine des racines.
LIRE L'ARTICLE:
Doran, J., et Tomescu, A. (2025) Sur l'origine des racines des euphyllophytes : hypothèses issues d'un Dévonien inférieur Psilophyton. Annals of Botany, 137(6), p. 1689-1708. Disponible à l'adresse : https://doi.org/10.1093/aob/mcaf121.
Image de couverture: Psilophyton crenulatum émergences telles qu'on les voit sur la figure 9C de Doran et Tomescu 2026 (CC BY)
