Le transfert horizontal de gènes est le mouvement de matériel génétique entre deux organismes qui ne sont pas parent et progéniture. Il sert un fonction évolutive importante parce que le matériel génétique transféré peut conférer de nouveaux traits ou fonctions qui modifient l'aptitude du receveur de manière héréditaire. Bien que le phénomène soit fréquent entre les génomes mitochondriaux et nucléaires, il n'y a jamais eu de cas documenté et sans équivoque de transfert horizontal de gènes entre les génomes des plastes chez les plantes.

Dans un nouvel article publié dans Annals of Botany, l'auteur principal Lars Hedenäs et ses collègues ont séquencé ITS (nucléaire) et rpl16 séquences (plastides) pour suivre le mouvement de l'ADN entre deux espèces de mousses éloignées mais coexistantes, Bryum pseudotriquetrum (le donateur) et Scorpidium cossonii (le destinataire). Dans les cas où un transfert de gène horizontal était suspecté, d'autres séquences de marqueurs ont été séquencées pour exclure la possibilité d'un transfert de génome entier.

Les auteurs ont trouvé 14 individus qui possédaient les séquences nucléaires attendues, mais des séquences de plastes étrangers. Dans tous les cas, le transfert s'est avéré être partiel, plutôt que consistant en l'ensemble du génome du plaste. Le temps de divergence des deux espèces de mousses, il y a entre 165 et 185 millions d'années, rend peu probables des explications telles que l'hybridation ou le tri incomplet de la lignée.

Les échanges se sont produits dans des tourbières acides en Suède qui avaient récemment subi un chaulage à grande échelle pour contrer l'acidification, comme mesure de conservation. En tant que tels, ils présentaient de vastes surfaces ouvertes prêtes à être colonisées par des spores et des graines dispersées par le vent. Les deux espèces de mousse coexistent souvent dans ce type d'habitat. Les individus poussant dans des tourbières naturelles chimiquement similaires n'ont pas montré de signes de transfert horizontal de gènes.

Les mousses seraient plus susceptibles aux transferts horizontaux de gènes en raison de leur cycle de vie. « La phase de colonisation, combinée aux caractéristiques uniques du cycle de vie des mousses, est essentielle à la survenue de transferts horizontaux de gènes (THG) interspécifiques au niveau des plastes », écrivent les auteurs. « Après la germination des spores, les mousses forment un protonéma (généralement) filamenteux et chlorophyllien, à partir duquel se développent les "plantes de mousse" vertes. Les habitats en début de succession écologique, après une perturbation, peuvent être colonisés en premier lieu par des spores facilement dispersées par le vent, et les filaments des protonémas en développement de différentes espèces peuvent se développer en mélange intime lors d'épisodes de colonisation massive. » Le mécanisme exact de ce transfert reste à déterminer.

Ce phénomène présente une préoccupation particulière pour les défenseurs de l'environnement, car le chaulage et l'extraction de la tourbe pourraient déclencher par inadvertance une modification génétique à grande échelle d'une espèce de mousse commune.

Mise à jour 17: 11: Titre corrigé de plasmide en plastide.