Il y a beaucoup d'avantages à vivre dans l'eau. La première est qu'il est beaucoup plus facile de soutenir un grand corps dans l'eau que sur terre. Cela est aussi vrai pour les plantes que pour les animaux, alors comment les plantes ont-elles obtenu la force de prospérer sur terre ? Les biologistes se sont tournés vers un produit chimique appelé xyloglucane pour trouver la réponse. Alors que la cellulose donne de la résistance aux parois cellulaires, on pense que le xyloglucane est une colle qui aide à organiser la cellulose. Luiz-Eduardo Del-Bem de l'Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), a déclaré : « Un grand nombre de personnes s'intéressent au xyloglucane. Des biologistes végétaux essayant de comprendre ce qu'il fait réellement dans les parois cellulaires des plantes et pourquoi il a évolué, aux biotechnologistes intéressés par le développement de méthodes pour désassembler ses monosaccharides pour le rendre fermentable pour augmenter la production de bioéthanol à partir de la biomasse végétale, à l'industrie cosmétique qui utilise ses propriétés collantes dans les lotions anti-rides et hydratantes.

Ainsi, la création de cette substance polyvalente aurait pu être l'étape dont les plantes avaient besoin pour se tenir debout sur terre. C'est une excellente idée, mais il y a un problème. Del-Bem a expliqué: "J'ai trouvé tout le répertoire génétique des enzymes nécessaires pour synthétiser et dégrader le xyloglucane dans un groupe d'algues vertes." Si vous pensez à des algues complexes tombant dans des bassins rocheux, ce sont les algues dont il parle, alors détrompez-vous. Ces algues pourraient être de petite taille Del-Bem a déclaré : « Nous avons des preuves que un groupe particulier d'algues vertes, appelées charophytes, possèdent tous les gènes nécessaires à la production de xyloglucane. La plupart de ces algues sont unicellulaires ou ont une structure très simple composée de peu de cellules (les membres de la classe Charophyceae sont la seule exception), ce qui conduit à la conclusion qu'elle n'a probablement pas évolué en tant que molécule associée à la force nécessaire à la croissance verticale des plantes terrestres. Il doit y avoir autre chose."

La raison pour laquelle il ne semble pas avoir de rôle dans la croissance verticale est en partie que ces charophytes et ces plantes terrestres ont un ancêtre commun, qui est probablement la première plante terrestre. Cette première plante terrestre n'existe pas, mais Del-Bem peut expliquer comment nous pouvons connaître certains des traits qu'elle aurait eus. « Les premières lignées de charophytes qui ont finalement donné naissance à ce que nous appelons les plantes terrestres ou embryophytes ne sont plus là. Nous pouvons cependant reconstituer le contenu génétique des premiers et derniers ancêtres communs des plantes terrestres en comparant les génomes des plantes et des algues existantes. On sait depuis les années 1970 que les charophytes sont très probablement l'ancêtre de toutes les plantes terrestres. Ainsi, la disponibilité des informations génomiques de divers groupes de plantes terrestres et de charophytes permet d'effectuer des analyses génomiques comparatives qui nous donnent des indices sur la nature des charophytes ancestraux qui ont d'abord colonisé les environnements terrestres et ont très probablement donné naissance aux embryophytes directement sur terre. ”

Alors pourquoi les plantes ont-elles du xyloglucane ? Plus tôt cette année, Galloway et ses collègues publié une découverte intéressante. Ils avaient étudié le xyloglucane, mais pas dans la paroi cellulaire. Ils avaient découvert que les plantes le libéraient de leurs racines, et cela aidait les racines à agréger les particules de sol en les collant ensemble. Del-Bem, travail sur les charophytes réalisé cela pourrait expliquer pourquoi les algues qu'il a étudiées avaient la capacité de fabriquer du xyloglucane. "Une explication simple et élégante du cas du xyloglucane chez les charophytes est que ces molécules ont évolué sur des algues terrestres qui ont colonisé les environnements terrestres avant l'émergence des plantes terrestres et que les pressions sélectives sont probablement liées aux propriétés de modification du sol du xyloglucane. L'évolution du xyloglucane est peut-être liée à l'adaptation de ces algues à survivre sur terre, en contact direct avec les substrats, les rendant capables d'agréger les particules de sol autour des cellules créant un microenvironnement plus favorable.

Une fois que vous pouvez agréger le sol, vous pouvez commencer à façonner le sol à votre avantage. Cela aurait pu être utile pour les algues. Del-Bem note : « Une explication possible est que le xyloglucane aurait pu aider à la formation de croûtes de sol biologiques où poussent des algues terrestres. Plus tard, chez les plantes terrestres, il est probablement lié à la création d'espaces autour des racines et des rhizoïdes qui peuvent aider les plantes à établir leur système racinaire et à augmenter le flux d'eau autour d'elles.

Si Del-Bem a raison, cela a un impact majeur sur la façon dont nous pensons à la vie colonisant la terre. Pour commencer, les plantes et les emplacements de la colonisation pourraient être très différents de ce que les biologistes ont imaginé. Del-Bem conclut : « Je pense que cette recherche nous aide à comprendre les circonstances écologiques dans lesquelles l'émergence des premiers embryophytes a eu lieu. Il est probable que les processus se soient produits sur des environnements terrestres plutôt qu'en eau douce, comme on le pensait initialement. Elle nous apprend aussi que les premiers ancêtres des plantes terrestres ont colonisé les milieux terrestres bien avant les premières vraies plantes terrestres. Je pense que la génomique comparative des plantes terrestres et des charophytes nous donnera de bonnes preuves de la façon dont cette lignée a pu surmonter les défis de la vie sur terre et nous aide à comprendre comment les organismes photosynthétiques terrestres ont ouvert la voie à l'évolution de la vie terrestre complexe comme nous le voyons aujourd'hui. C'est une partie essentielle de l'histoire de la vie sur Terre et nous aide à comprendre pourquoi nous, les humains, sommes ici aujourd'hui. Sans les organismes photosynthétiques terrestres, il n'y aurait pas de production primaire sur terre, et les écosystèmes terrestres que nous connaissons aujourd'hui n'existeraient pas. C'est une partie essentielle de l'histoire de la façon dont la vie a conquis la terre.