Les plantes peuvent protéger leur bois contre la propagation de bulles d'air (embolie) et contre les pathogènes en formant des structures spécialisées appelées "thylles". C’est ce qu’une équipe internationale vient de mettre en évidence dans un bois fossile daté de la fin du Dévonien. Cette découverte - à laquelle a participé l’EDDYlab de l’Liège et l’Institut des Sciences naturelles - publiée dans la revue Nature Plants permet de mieux comprendre histoire évolutive de ce mécanisme de défense et la biologie des premiers arbres ligneux.
L
e registre fossile est une source inestimable d’informations sur les écosystèmes du passé. De manière surprenante, parfois, un détail minuscule permet de comprendre des aspects important de l’écologie de tout un organisme et de son écosystème. C’est ce qui s’est passé pour une équipe de chercheurs belges, français, irlandais et allemands, menée par la Dr Anne-Laure Decombeix, paléobotaniste au Laboratoire AMAP (Université de Montpellier) qui vient de mettre au jour un mécanisme très élaboré de protection contre la sécheresse sur des plantes datant du Dévonien (360 millions d’années) en étudiant des fossiles récoltés dans le sud-est de l’Irlande. Ce phénomène, appelé tylose, provient de la formation de thylles - des excroissances de cellules parenchyme dans le bois - qui peuvent boucher complètement certaines cellules conductrices et protéger ainsi le reste du bois contre la propagation de pathogènes ou de bulles d’air.
Cyrille Prestianni, paléontologue à l’Evolution & Diversity Dynamics Lab (EDDyLab / Faculté des Sciences) de l’ULiège et à l’insitut Royal des Sciences naturelles, a contribué à collecter, à dater et à étudier de nombreux exemplaires de Callixylon, cette plante fossile qui a été étudiée. « Les fossiles ont été collectés à l’automne 2021 et ont ensuite été envoyés à Montpellier où ils ont été préparés grâce à une technique spécialement mise au point pour ce travail. Cette technique permet d’observer des plantes fossiles très en détails».
Callixylon est particulièrement importante puisqu’elle fait partie du groupe aujourd’hui disparu (les archaeopteridales) qui, au Dévonien, a été l’un des premier groupe à former des arbres de grande taille. Ces plantes se reproduisaient par spores – comme les fougères aujourd’hui – mais produisaient du bois ressemblant à celui des gymnospermes (un sous-embranchement, presque uniquement formé, de nos jours, par les conifères : pins, cyprès, genévriers, etc.) actuelles. C’est en étudiant en détail l’organisation de ce bois que les chercheurs ont pu mettre en évidence la présence d’une structure tout à fait particulière appelée tylose. Ces structures qui constituent un développement de cellules parenchymateuses dans une cellule conductrice d’eau adjacente permettent à la plante de pallier à l’un de ses points faibles, le risque d’embolie.
« Cette découverte est exceptionnelle à plus d’un titre. Premièrement, du fait du niveau de préservation tout à fait remarquable du fossile et du degré de détail qui est observé. Deuxièmement, par le fait que les auteurs mettent en évidence ce sont des détails du fonctionnement des plus anciennes forêts que la terre ait connues », explique Cyrille Prestianni. Cette étude illustre ainsi comment les fossiles peuvent fournir des informations détaillées concernant certains processus physiologiques même anciens de plusieurs centaines de millions d’années. Ce type d'information nous permet de comprendre les plantes fossiles comme des organismes autrefois vivants et de retracer l’origine profonde de processus biologiques clés qui existent encore aujourd’hui.
Decombeix A-L, Harper CJ, Prestianni C, Durieux T, Ramel M, Krings M. 2023. Fossil evidence of tylosis formation in Late Devonian plants. Nature Plants, Nature Plants, 20 april 2023
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