L'acquisition des nutriments essentiels est une tâche que toutes les plantes doivent accomplir. La majorité d'entre elles s'en sortent parfaitement en puisant ces nutriments dans le sol ou la matière organique grâce à leur système racinaire. Une petite proportion d'espèces végétales obtient ces nutriments par d'autres moyens, notamment le parasitisme, partiel ou total, d'autres espèces. Un nombre encore plus restreint d'espèces a recours à une méthode extrême : la carnivorie. Ce comportement a évolué indépendamment à plusieurs reprises chez les plantes, sous différentes formes. Les plantes carnivores se rencontrent généralement dans des environnements pauvres en nutriments, ce qui a probablement constitué un facteur déterminant de l'émergence de cette stratégie d'acquisition de nutriments. Grâce aux progrès et à la plus grande accessibilité des technologies de séquençage de l'ADN ces dernières années, les génomes, ou des ébauches de génomes, de plusieurs espèces de plantes carnivores sont désormais disponibles. L'accès à ces génomes nous permettra de comprendre, d'une manière jusqu'alors impossible, comment la carnivorie se développe chez les plantes au niveau génétique et quel lien elle peut exister avec d'autres processus mis en œuvre par une plus grande variété d'espèces végétales. Un consortium international d'auteurs en ont récemment profité dans un article publié en Open Access in Current Biology.

Les auteurs ont analysé les génomes de trois espèces de plantes carnivores appartenant aux Droseraceae, l'une des plus grandes familles de plantes carnivores. Deux des espèces, Dionée muscipula (Piège à mouches de Vénus) et aldrovanda vésiculeuse, ont des pièges à pression tactiles. L'autre, Spatulée de Drosera, a des pièges à base de tentacules. Les auteurs identifient plusieurs groupes de gènes spécifiquement développés chez les espèces carnivores. Ceux-ci comprennent des groupes d'enzymes probablement impliqués dans la digestion des proies ou la production de métabolites impliqués dans l'attraction des proies, ainsi que des gènes liés au transport des vésicules (une partie importante de la libération des composants digestifs et de l'absorption ultérieure des nutriments). En plus de l'expansion de certains groupes de gènes, les auteurs identifient que le carnivorisme est associé à une perte de contenu génétique liée à d'autres fonctions. L'une de ces pertes concerne les gènes associés à la fonction racinaire, ce qui n'est peut-être pas surprenant lorsque les plantes carnivores ont apparemment évité l'absorption des nutriments à base de racines au profit de la carnivore.

Dans la foulée, les auteurs ont dressé le profil de l'expression des gènes dans différents tissus chez l'une des espèces carnivores, Di. musculaire, y compris dans différentes parties des structures carnivores. Fait intéressant, l'expression de certains gènes habituellement associés à la fonction racinaire est forte dans les pièges de Di. musculaire. Les auteurs déclarent: «Cette situation suggère fortement que les gènes utilisés pour l'absorption des nutriments dérivés des proies dans Di. musculaire ont été recrutés à partir de la racine, l'organe engagé dans l'exploration et l'absorption des éléments nutritifs du sol chez les plantes non carnivores ». En d'autres termes, alors que Di. musculaire a recouru à une stratégie plutôt inhabituelle pour obtenir des éléments nutritifs, il se peut qu'elle ait utilisé des caractéristiques communes à d'autres plantes terrestres pour la développer. À l'appui de cela, les auteurs trouvent également des gènes exprimés dans le bord de Di. musculaire des pièges similaires à ceux utilisés dans les plantes non carnivores pour attirer les insectes pollinisateurs, ce qui implique que de multiples caractéristiques du carnivore peuvent avoir été créées à l'aide de gènes déjà disponibles.

On sait déjà que certains gènes impliqués dans le carnivorisme des plantes ne sont pas exprimés de manière constitutive, mais ne sont activés qu'une fois la proie capturée. Cela inclut, par exemple, les gènes codant pour les transporteurs de nutriments. Les auteurs ont étudié comment ces gènes peuvent être spécifiquement activés pour favoriser le carnivorisme et ont découvert que ces gènes semblent être les cibles de certains types de facteurs de transcription, qui contrôlent l'activité des gènes. Ces facteurs de transcription semblent s'exprimer spécifiquement dans les pièges activés de Di. musculaire et sont également codés par les génomes des deux autres espèces de plantes carnivores. Ces facteurs de transcription existent également chez les espèces végétales non carnivores et sont impliqués dans les réponses au stress ou à l'agression. Cela suggère que les plantes carnivores peuvent avoir réorienté à la fois la machinerie réelle nécessaire à la carnivore, ainsi que des mécanismes pour réguler et optimiser son utilisation, à partir d'autres processus plus généraux.

Comme le concluent les auteurs : « Ainsi, la voie vers le carnivore aurait pu être ouverte à la plupart des plantes. Au grand soulagement du règne animal, seuls quelques privilégiés ont évolué le long de cette route et sont devenus des chasseurs verts. Peut-être devrions-nous tous en être reconnaissants !

Image de couverture de Scott Darbey/Wikimedia Commons