Le rayonnement UV-B n'est pas seulement dangereux pour nous, mais constitue également une menace pour les plantes qui poussent dans divers environnements en raison de ses effets néfastes sur la machinerie photosynthétique et l'ADN. Alors que nous pouvons échapper aux UV-B en nous éloignant simplement de la lumière du soleil, les plantes n'ont pas cette chance et doivent faire face à tout ce qui les frappe dans leur environnement. L'une des méthodes que les plantes sont bien connues pour utiliser pour réduire les dommages causés par les rayons UV-B est la production de molécules absorbant les UV telles que les flavonoïdes. Une autre stratégie que les plantes peuvent utiliser pour se protéger contre les effets néfastes des UV-B est l'endopolyploïdie - où les génomes sont dupliqués sans division cellulaire ultérieure, ce qui donne des cellules avec un plus grand nombre de chromosomes.

Arabidopsis les plantes ayant une capacité accrue à subir une endopolyploïdie sont plus résistantes aux UV-B. Cependant, ces expériences et d'autres similaires ont été réalisées dans des conditions de laboratoire, et on sait peu de choses sur la quantité d'endopolyploïdie qui peut être utilisée par une plus grande variété de plantes dans des environnements naturels pour se protéger contre les UV-B. Dans leur récent article en Annals of Botany, František Zedek et ses collègues examiner la concentration de substances absorbant les UV et les taux d'endopolyploïdie chez les espèces végétales poussant naturellement dans les sous-étages ombragés et les clairières ouvertes des forêts en République tchèque.

Zedek et ses collègues ont découvert que toutes les espèces avaient une concentration accrue de substances absorbant les UV lorsqu'elles poussaient dans des clairières par rapport à lorsqu'elles poussaient dans le sous-étage ombragé. Un indice d'endopolyploïdie a également augmenté de manière significative pour certaines plantes lorsqu'elles sont exposées à un rayonnement solaire plus élevé, mais cela ne s'est pas produit chez toutes les espèces. Fait intéressant, cette augmentation de l'endopolyploïdie n'a été observée que chez les espèces à chromosomes monocentriques. Les chromosomes monocentriques ne peuvent se fixer au fuseau cellulaire que par un seul point lors de la division cellulaire, tandis que les chromosomes holocentriques peuvent se fixer n'importe où sur leur longueur au fuseau cellulaire lors de la division cellulaire. En d'autres termes, il est probablement beaucoup plus difficile de subir une endopolyploïdie lorsque vos chromosomes peuvent se fixer à un fuseau à n'importe quel point de leur longueur, par opposition à un seul point. Chez les espèces à chromosomes monocentriques, l'indice d'endopolyploïdie a augmenté de manière significative avec la présence de composés absorbant les UV, mais pas chez les espèces à chromosomes holocentriques.

La grande question que cela soulève est pourquoi certaines espèces végétales répondent-elles à des niveaux élevés d'UV-B en subissant une endopolyploïdie ? Zedek et ses collègues soulignent des travaux antérieurs montrant que la taille des cellules peut augmenter avec l'augmentation du nombre de chromosomes et suggèrent que l'endopolyploïdie peut être un moyen de maintenir la croissance dans des conditions qui sont autrement connues pour arrêter la croissance. Fait intéressant, bien que toutes les espèces végétales étudiées aient des concentrations accrues de substances absorbant les UV lorsqu'elles poussent sous un ensoleillement plus élevé, cette augmentation est moindre chez les espèces à chromosomes holocentriques. Cela corrobore des travaux antérieurs suggérant que les espèces végétales à chromosomes holocentriques sont en général moins sensibles au rayonnement UV-B, bien que la raison exacte de cela reste incertaine.

Zedek et ses collègues démontrent donc que l'endopolyploïdie en réponse à l'augmentation du rayonnement UV-B est probablement aussi un phénomène qui existe dans les environnements naturels, en plus des scénarios expérimentaux. Ils confirment également la croyance selon laquelle les espèces végétales à chromosomes holocentriques sont en quelque sorte moins sensibles aux niveaux élevés de rayonnement UV-B. Fait intéressant, cela concorde bien avec l'hypothèse selon laquelle les chromosomes holocentriques des ancêtres algaux des plantes terrestres pourraient avoir joué un rôle important dans la résistance à la plus grande exposition aux rayons UV à laquelle les premières plantes terrestres se sont vraisemblablement retrouvées exposées. La raison exacte pour laquelle d'autres espèces végétales utilisent l'endopolyploïdie comme défense possible contre les rayons UV-B reste incertaine, mais il sera intéressant de voir quelles connaissances émergeront à ce sujet à l'avenir et comment elles pourraient être liées à la variété des environnements dans lesquels les plantes poussent aujourd'hui.

Image de couverture de Josef Reischig/Wikimedia Commons.