Une période de diversification rapide s'est produit parmi les plantes au cours de l'intervalle Silurien-Dévonien, suite à l'évolution des trachéophytes. Les phylogénies impliquant des plantes de cette période sont basées sur des caractéristiques anatomiques, morphologiques et reproductives glanées à partir de restes fossilisés. Il y a eu peu d'analyses, cependant, des contributions relatives de ces trois types de données à la production d'arbres évolutifs bien résolus d'espèces anciennes. Alors que les caractéristiques de reproduction sont traditionnellement considérées comme plus conservatrices sur le plan de l'évolution, on ne sait pas si c'est le cas pour les plantes vasculaires précoces.

Dans un article récent publié dans le American Journal of Botany, les auteurs Karl Niklas et William Crepet ont entrepris de évaluer la capacité de ces trois types de données, individuellement et par paires, pour reproduire une phylogénie bien résolue créée en utilisant les trois ensemble. Les chercheurs ont utilisé 37 plantes fossiles paléozoïques bien conservées, notées avec un ensemble de 54 caractères comprenant 18 caractères reproducteurs, 14 caractères anatomiques et 22 caractères morphologiques. Ils ont ensuite comparé la topologie de l'arbre de 54 caractères aux topologies produites en utilisant uniquement les caractères reproducteurs, anatomiques ou morphologiques, ainsi que les trois combinaisons de paires possibles.

Les auteurs ont découvert que l'utilisation de caractères reproducteurs ou anatomiques seuls produisait un arbre presque complètement non résolu, tandis que les caractères morphologiques produisaient une réplication partielle de l'arbre complet. Parmi les comparaisons par paires, la meilleure résolution a été obtenue par les caractères anatomiques et morphologiques ensemble. Les auteurs ont pu déterminer que la mauvaise résolution produite par les caractères reproducteurs n'était pas due au plus petit nombre de ce type de caractères inclus dans l'analyse.

Ces résultats indiquent que les changements reproductifs et anatomiques ont joué un rôle moins important que les changements morphologiques au cours de cette période d'évolution des trachéophytes. "Bien avant que le port de la plante à graines ne fasse sa première apparition à la fin du Dévonien, nos analyses montrent que très peu d'états de caractère distinguent les caractéristiques reproductives ou anatomiques des plantes terrestres vasculaires", écrivent les auteurs.

"Traditionnellement, on pense que les caractéristiques reproductives sont évolutives conservatrices par rapport aux caractéristiques végétatives - si vous jouez avec la reproduction, soit vous trouvez quelque chose d'entièrement nouveau, soit vous mourez. Mais la mesure dans laquelle les plantes fossiles de notre analyse étaient extrêmement conservatrices sur le plan de la reproduction était surprenante », déclare Niklas.

Les auteurs décrivent ce résultat comme la sélection naturelle « voyant » le phénotype, ce qui signifie, comme le dit Niklas, « que la sélection naturelle agit sur les caractéristiques d'un organisme et non sur la façon dont ces caractéristiques sont obtenues. La morphologie d'une plante est la manifestation physique de son développement, et il peut y avoir de nombreuses voies de développement pour arriver à la même morphologie, mais avec des configurations anatomiques différentes.