Des botanistes de l'université de Leeds au Royaume-Uni ont montré l'évolution en cours, en retraçant la façon dont la mutation d'un gène, il y a plus de 100 millions d'années, a conduit les fleurs à produire des organes mâles et femelles de diverses manières. En plus de démontrer comment la diversité découle de telles «erreurs» génétiques, la recherche devrait mener une enquête approfondie quant à la façon dont les plantes produisent des fleurs, les origines des fruits que nous mangeons. La recherche, en partie financée par la subvention de formation à la recherche Marie Curie du septième programme-cadre a récemment été présentée dans la revue des Sciences PNAS.

Les deux gènes sont toujours liés aux organes sexuels

Dans de nombreuses plantes, le gène impliqué dans la production d'organes mâles et femelles s'est dupliqué afin de créer deux copies très similaires. Chez l'arabette (Arabidopsis), par exemple, une seule copie produit les organes mâles et femelles, mais l'autre copie s'est chargée d'un rôle complètement nouveau, incitant les gousses à s'ouvrir. De façon similaire, chez les gueules-de-loup (Antirrhinum), les deux gènes sont toujours liés aux organes sexuels, mais une copie produit principalement les organes femelles, tout en conservant un petit rôle sur les organes mâles, alors que l'autre copie ne produit que des organes mâles.

«Les gueules-de-loup sont sur le point de diviser le travail de production d'organes mâles et femelles entre ces deux gènes, un moment important du processus évolutionnaire», affirme le responsable de recherche Brendan Davies, professeur du développement végétal à la faculté des sciences biologiques de Leeds. «Davantage de gènes avec différents rôles offrent une complexité enrichie d'un organisme et ont ouvert la porte de la diversification et de la création de nouvelles espèces.»

La duplication du gène, faite il y a 120 millions d'années

En remontant «l'arbre» évolutionnaire des angiospermes, les chercheurs ont déterminé que la duplication du gène a eu lieu il y a 120 millions d'années. Toutefois, la mutation qui sépare la façon dont les gueules-de-loup et l'arabette utilisent ce gène en plus, a fait son apparition quelque 20 millions d'années plus tard.

Les chercheurs ont découvert que le comportement différent du gène dans chaque plante était lié à un acide aminé. Bien que les gènes semblent similaires, certaines des protéines qu'ils encodent sont dépourvues de cet acide aminé. Lorsqu'il est présent, l'activité de la protéine se limite à la production d'organes mâles, mais lorsque l'acide aminé n'est pas là, la protéine est capable d'interagir avec une gamme d'autres protéines impliquées dans la production florale, ce qui lui permet de produire des organes mâles et femelles, affirmaient les scientifiques.

Une imperfection due au hasard stimule le changement

«Une petite mutation au niveau du gène dupe le mécanisme de la plante consistant à insérer un acide aminé de plus et ce minuscule changement a créé une différence considérable quant à la façon dont ces plantes contrôlent la production de leurs organes reproductifs», expliquait le professeur Davies. Il déclarait que ce processus était une «évolution en action», mais a averti que «nous ne savons pas encore si cette mutation s'avèrera être une impasse et ne progressera pas ou si elle conduira à d'autres complexités».

Toutefois, le professeur Davies affirmait que la recherche était «un excellent exemple de comment une imperfection due au hasard stimule le changement évolutionnaire», tout en soulignant que «si nous vivions dans un monde parfait, il serait beaucoup moins intéressant, sans diversité et aucune chance de développement pour aucune nouvelle espèce». Les chercheurs prévoient d'étudier les interactions des protéines qui permettent la production des organes mâles et femelles faisant partie de l'enquête approfondie dans la base génétique à travers laquelle les plantes produisent des fleurs.