Darwin l’a qualifié de « mystère abominable ». Il ne pouvait tout simplement pas expliquer pourquoi les fleurs étaient apparues si soudainement dans les archives fossiles, comme si elles étaient apparues de nulle part pour dominer la planète. Eh bien, peut-être avait-il raison d’être perplexe : l’origine des fleurs est encore plus ancienne qu’il ne l’imaginait.
Quatre grains de pollen mesurant seulement 0,02 millimètre, trouvés dans les sédiments côtiers au large du Portugal, Ils ont simplement rétrodaté l’origine des fleurs à 123 millions d’années. Deux millions d’années plus tôt que prévu. La nature, évidemment, réserve toujours quelques surprises à ceux qui sont trop sûrs de leurs certitudes.
Quand tout a commencé au Crétacé
L'histoire commence dans les laboratoires de l'Université de Hanovre et de l'Université de Bonn, où les chercheurs ont analysé les sédiments marins du bassin lusitanien portugais. Julia Gravendyck et son équipe cherchaient des traces de vie ancienne lorsqu'ils sont tombés sur quelque chose qui ferait bondir n'importe quel paléobotaniste : du pollen fossile vieux de 123 millions d'années.
Imaginez la scène : il y a des milliers d’années, ces grains sont tombés dans une rivière, ont été emportés en aval et ont finalement atteint la mer, où ils ont été déposés sous forme de sédiments. Ils sont restés là, parfaitement conservés, comme de petites capsules temporelles qui nous racontent l'origine première des fleurs sur Terre.
Professeur Ulrich Heimhofer de l’Université Leibniz de Hanovre explique que « l’émergence des plantes à fleurs a considérablement modifié la diversité biologique ». Mais où et quand exactement ce développement a commencé était précisément l’énigme que Darwin appelait déjà un « mystère abominable ».
La particularité de ces granules réside non seulement dans leur âge, mais dans leur structure. Chacune d'elles présente trois petites rainures sur la paroi extérieure, une caractéristique distinctive du pollen tricolpate, utilisé par plus de 70 % des angiospermes actuels. C'est comme trouver l'empreinte digitale des premières plantes à fleurs.
La technologie qui révèle les secrets de l'origine des fleurs
Pour trouver ces granules microscopiques, les chercheurs ont dû utiliser une technologie de pointe. Comme la plupart des mammifères, ces pollens fluorescents sous la bonne lumière. Lorsqu'un microscope confocal à balayage laser a éclairé des sédiments, quatre minuscules grains se sont illuminés comme de minuscules étoiles dans des échantillons prélevés à 27 kilomètres de distance.
Mais comment être sûr de l’âge ? C'est là qu'intervient une technique de datation particulièrement précise : l'analyse des isotopes de strontium de coquilles enfouies dans la même couche. Les coquilles de carbonate de calcium portent un enregistrement chimique de l’eau de mer dans laquelle elles se sont formées. En comparant leurs niveaux isotopiques avec les données de référence mondiales, Les scientifiques ont réussi à dater les sédiments avec une grande précision.
Avant cette découverte, le plus vieux grain de pollen avait été trouvé sur l'île de Wight en 1990 et estimé à 120,4 millions d'années. En plus d’être encore plus petit que les granules portugais, ce granule ressemblait beaucoup aux nouvelles découvertes. C'est comme si nous avions retrouvé des parents d'une famille très, très ancienne.
L'origine des fleurs et la domination de la planète
Les angiospermes représentent aujourd’hui environ 80 % de toutes les plantes vertes vivantes connues.. Ils sont si proches de l’universel qu’ils semblent parfois synonymes de plantes pour les non-botanistes. Les conifères maintiennent leur domination dans les forêts de l'extrême nord et fournissent les arbres les plus hauts de la planète, mais les plantes non fleuries sont représentées par les humbles mousses et fougères qui survivent littéralement à l'ombre des plantes à fleurs.
Pourtant, pendant près des trois quarts du temps depuis que les plantes se sont établies sur terre, il n’y avait pas de plantes à fleurs. Le développement du pollen, et avec lui une gamme considérablement élargie d’options pour conquérir de nouveaux territoires, a tout changé. Cependant, même une innovation majeure comme celle-ci prend du temps à se propager, c'est pourquoi des millions d'années se sont écoulées avant que les angiospermes soient suffisamment répandus pour être visibles dans les archives fossiles.
Comme nous l’avons souligné lors de l’analyse de l’impact du changement climatique, le pollen est une structure incroyablement résistante et polyvalente. Son mur est constitué de sporopollénine, un polymère extrêmement résistant et stable qui protège les granules pendant leur trajet des étamines au pistil.
Les eudicots et l'origine des fleurs
Les plantes responsables de ces grains anciens étaient des eudicots, des angiospermes possédant deux feuilles séminales lors de la germination. Ce détail est loin d’être anodin : les eudicots comprennent de nombreuses plantes modernes comme les rosiers, les tournesols et les chênes. Jusqu’à présent, on pensait généralement que cet important groupe de plantes à fleurs était apparu il y a environ 121 millions d’années. Mais cette nouvelle découverte repousse cette chronologie de deux millions d’années.
La découverte au Portugal a eu lieu aux latitudes moyennes au début du Crétacé, tout comme aujourd'hui. Cela remet en question l’hypothèse selon laquelle les angiospermes seraient apparus pour la première fois sous les tropiques, même si les auteurs affirment que cela « reste plausible ». Il est possible que l’origine des fleurs se soit produite simultanément dans différentes régions du monde, ou que les premières fleurs se soient répandues plus rapidement que nous l’imaginions.
Le mystère s’épaissit lorsque l’on considère que nous ne savons toujours pas grand-chose sur le type de plante à l’origine de cette innovation qui a changé le monde, même si elle a certainement commencé modestement. Reconstruction de la première fleur ancestrale suggère qu'il était bisexué, avec des parties femelles et mâles, et avec de multiples pétales disposés en cercles concentriques.
L'avenir de la recherche sur l'origine des fleurs
Il n’est pas encore possible de déterminer si c’est ici que sont nées les angiospermes ou si elles sont originaires d’un autre endroit encore plus tôt. Mais cette découverte montre que les premières fleurs avaient besoin de quelques améliorations pour atteindre leur domination finale.
La raison pour laquelle Darwin considérait ce mystère comme si abominable est que les fleurs semblaient passer « de zéro à cent » en un temps bien trop court dans les archives fossiles. Cependant, ces quelques couches de roche qui séparaient l’absence de fleurs de leur domination représentaient des millions d’années, ce que Darwin ne pouvait pas savoir à l’époque.
L'évolution des angiospermes Elle se caractérisait par une transformation de la capillarité des feuilles qui améliorait leur efficacité photosynthétique. Leur diversification rapide a conduit Darwin à émettre l’hypothèse qu’ils avaient évolué sur une île ou un continent encore à découvrir. Une théorie qui, à la lumière de nouvelles découvertes, n’est peut-être pas si éloignée de la réalité.
Les implications modernes de l'origine des fleurs
Aujourd’hui, les angiospermes dominent la surface de la Terre et la végétation dans plus d’environnements que tout autre groupe végétal. Par conséquent, Ils constituent la source finale de nourriture la plus importante pour les oiseaux et les mammifères, y compris les humains. De plus, les plantes à fleurs constituent le groupe de plantes vertes le plus important économiquement, servant de source de produits pharmaceutiques, de produits à base de fibres, de bois et de plantes ornementales.
La capacité des angiospermes à établir des synergies avec les insectes et d’autres animaux, dans les processus de pollinisation et de dissémination, est l’une des raisons de leur succès évolutif. Les plantes et les animaux ont été les protagonistes d’un phénomène de coévolution qui leur a permis d’atteindre les niveaux actuels de haute biodiversité.
Il est intéressant de noter que le pollen continue d’être le protagoniste de l’innovation moderne.: Des chercheurs de Singapour ils ont développé un papier fabriqué à partir de pollen de tournesol qui peut être effacé et réutilisé plusieurs fois, démontrant comment cette ancienne structure biologique continue d’inspirer les solutions technologiques contemporaines.
L'héritage d'une découverte microscopique
La recherche, publiée le Actes de l'Académie nationale des sciences, représente un exemple parfait de la façon dont la science procède souvent à travers des découvertes apparemment minuscules qui révèlent d’énormes vérités. Quatre grains de pollen, chacun plus petit que la largeur d’un cheveu humain, ont réécrit la chronologie de l’origine des fleurs sur Terre.
Le professeur Heimhofer conclut que l’émergence des plantes à fleurs a considérablement modifié la diversité biologique. Mais nous savons maintenant que ce processus a commencé au moins 2 millions d’années plus tôt que nous le pensions. C’est une leçon d’humilité pour nous tous : la nature réserve toujours des surprises cachées, même dans les plus petits détails.
Chaque fois que vous admirez une fleur, rappelez-vous que vous regardez le résultat d’une innovation évolutive qui a vu le jour il y a 123 millions d’années. Une innovation si réussie qu’il est aujourd’hui difficile d’imaginer le monde sans elle. Et tout a commencé avec des grains de pollen si petits qu’ils étaient presque invisibles, mais suffisamment puissants pour changer la face de notre planète pour toujours.
La prochaine fois que vous éternuez à cause du pollen, rappelez-vous : vous réagissez à l’une des inventions les plus anciennes et les plus réussies de la nature. Darwin aurait certainement apprécié l’ironie.
