Les plantes parasites représentent environ 1.5 % de toutes les espèces à fleurs, soit env. 4,750 XNUMX espèces. La diversité de ces plantes, ainsi que certains aspects de leur biologie et de leur évolution ont attiré l'attention de plusieurs naturalistes et chercheurs, dont moi-même ! Un point central dans la discussion sur la façon dont les plantes parasites ont évolué à partir de leurs ancêtres non parasites est le développement et le fonctionnement de l'haustorium. C'est l'organe qui favorise l'attachement, la pénétration et la connexion entre les plantes parasites et leurs hôtes : "l'idée même du parasitisme des plantes".

L'interprétation la plus courante est que les haustoria seraient des racines modifiées puisqu'elles remplissent deux des mêmes fonctions fondamentales : la fixation à un substrat et l'absorption de solutés. Les haustoria et les racines sont également similaires quant à leur origine morphologique, émergeant soit d'autres racines, soit du pôle racinaire d'une plantule. Cependant, ce n'est pas toujours le cas. Chez certaines espèces parasites, comme les cuscutes (Cuscuta), les haustoria ne proviennent pas des racines, mais des tiges volubiles. Dans ce cas, elles sont généralement interprétées comme des racines adventives modifiées et réduites. Les parallèles entre les haustoria et les racines semblent assez simples jusqu'à ce que nous commencions à creuser plus profondément.

Les analyses du transcriptome suggèrent qu'au cours de l'évolution, les haustoriums pourraient avoir coopté gènes normalement exprimés dans les racines, mais aussi dans les tissus floraux. Ces données indiquent déjà une situation plus complexe, même lorsque les signalements proviennent de quelques espèces de la famille de l'Orobanche (Orobanchaceae). Mais les molécules d'ARN ne sont pas le seul indice pour résoudre cette crise d'identité. Des études sur le développement et la structure des haustoriums pourraient également être particulièrement utiles pour élucider la nature des haustoriums. Dans cet esprit, je analysé et comparé la morphologie, l'ontogenèse et l'anatomie de l'haustorium dans les 12 clades différents qui incluent des plantes parasites.

Avec mon analyse, j'ai trouvé qu'il y a un degré élevé de convergence dans la topologie des tissus de l'haustorium. Malgré leur grande diversité morphologique, les haustéries de différentes plantes parasites sont plus similaires les unes aux autres qu'elles ne sont similaires aux autres organes végétaux en termes d'organisation tissulaire et de processus de développement. Cette observation suggère qu'un plan corporel partagé peut être identifié dans l'haustorium mature de toutes les plantes parasites.

De plus, compte tenu de diverses sources de preuves montrant que les haustoriums ne sont pas entièrement homologues ni aux racines ni aux tiges, je propose que cet organe végétal parasite soit mieux interprété comme une «mosaïque racines-pousses». Cette proposition considère les principales caractéristiques des deux organes qui se traduisent par une nouvelle structure. Un chevauchement entre les identités de différents organes végétaux se retrouve également dans d'autres plantes non parasites des familles des algues fluviales (Podostemaceae) et des utriculaires (Lentibulariaceae), qui sont collectivement connues sous le nom de «inadaptés morphologiques». La recherche portant sur ces plantes a remodelé et renouvelé notre façon de penser la forme, la fonction, le développement et l'évolution des plantes.

Par conséquent, au-delà d'offrir une solution au conflit d'homologie de l'haustorium et d'identité d'organe, cette nouvelle interprétation ouvre de nouvelles voies de recherche pour la comparaison entre les plantes parasites et d'autres inadaptés morphologiques, notamment en termes de développement évolutif. Il fournit également un cadre plus complet pour analyser l'haustorium à travers les multiples lignées d'angiospermes, nous faisant avancer un peu plus loin dans le déchiffrement de l'évolution du parasitisme chez les plantes.

Luiza Teixeira-Costa est un botaniste basé à Cambridge, Massachusetts. Elle s'intéresse à la forme, la fonction, le développement et l'évolution des plantes à fleurs parasites. Luiza s'intéresse également aux arbres urbains et à l'histoire du paysage. Elle est actuellement boursière postdoctorale à l'herbier de l'Université de Harvard. Vous pouvez la retrouver sur Twitter : @l_teixeiracosta.