La théorie selon laquelle la vie a commencé dans l’océan est largement acceptée. Le public, cependant, ne reconnaît pas la réalité que de nombreux organismes aquatiques sont des descendants d’organismes terrestres. Les baleines et les dauphins sont des mammifères marins qui se sont développés à partir de mammifères terrestres, et toutes les plantes aquatiques supérieures ont évolué à partir de plantes terrestres. Il existe de grandes différences entre les milieux terrestre, d’eau douce et marin. Quels changements génétiques ont eu lieu au cours de l’évolution des plantes de l’état terrestre à l’état aquatique, et éventuellement à l’état marin ?
Une équipe de chercheurs dirigée par Wang Qingfeng du Jardin botanique de Wuhan de l’Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec des chercheurs d’Allemagne et des États-Unis, a utilisé Alismatales pour explorer l’adaptation des plantes aux environnements aquatiques. En échantillonnant 59 espèces d’Alismatales de Chine, les chercheurs ont compilé un ensemble de données comprenant 95 échantillons couvrant quatre génomes et 91 transcriptomes.
L’inférence du réseau d’espèces et les tests d’hypothèses ont permis de retrouver une relation : ((Tofieldiaceae, Araceae), core Alismatids). Le conflit phylogénétique entre les trois principaux clades pourrait être attribué à un tri incomplet de la lignée et à l’introgression. Les analyses ont également suggéré 18 événements candidats de duplication du génome entier chez Alismatales, dont un chez l’ancêtre commun le plus récent du noyau Alismatales.
Selon les chercheurs, la lignée et les formes de vie étaient des facteurs clés affectant les schémas évolutifs des gènes liés à l’adaptation en eau douce et marine. Les stratégies spécifiques à la lignée comprenaient la perte de gènes liés à la lumière chez les Zosteraceae qui étaient conservés dans d’autres herbiers marins.
De plus, les gènes liés aux stomates étaient absents des feuilles submergées. Les gènes de nicotianamine synthase, qui avaient un rôle critique dans la carence en fer et en zinc chez les plantes, ont augmenté dans les plantes submergées et les herbiers.
Cette étude met en lumière le mécanisme génomique potentiel impliqué dans l’évolution des monocotylédones précoces et l’adaptation aux milieux aquatiques.
Les résultats ont été publiés dans Biologie moléculaire et évolution.
Ling-Yun Chen et al, Les analyses phylogénomiques des Alismatales jettent la lumière sur les adaptations aux environnements aquatiques, Biologie moléculaire et évolution (2022). DOI : 10.1093/molbev/msac079