Les scientifiques ont découvert le plus grand clone du monde en Australie : un vaste réseau de prairies sous-marines couvrant près de 200 km2. Comme l’immense Pando Grove dans les montagnes de l’Utah, aux États-Unis, ce vaste champ sous-marin est en fait une seule plante qui s’est reproduite en permanence depuis près de 4 500 ans.
Une section de l’un des herbiers marins qui constituent le plus grand clone du monde. Chaque lame appartient à la même plante. Image: Rachel Austin – Université d’Australie-Occidentale
Il a été identifié alors que les chercheurs étudiaient la diversité génétique des herbiers marins de Shark Bay, une zone marine protégée en eau peu profonde en Australie occidentale. Ils ont découvert que presque toutes les prairies de rubans (Posidonia australis) de la région sont génétiquement identiques.
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Une analyse plus approfondie a révélé que, contrairement aux autres herbiers marins de la région, qui se reproduisent sexuellement, P. australis se clone en fait à travers un réseau souterrain de racines ramifiées.
Le clone de P. australis s’étend sur environ 180 km d’un bout à l’autre, « ce qui en fait le plus grand exemple connu de clone dans n’importe quel environnement sur Terre », ont décrit les auteurs dans l’étude publiée dans la revue. Actes de la Royal Society B.
« C’est une seule plante qui a pu pousser sans interruption », a déclaré la chercheuse principale Elizabeth Sinclair, biologiste de l’évolution à l’Université d’Australie-Occidentale, dans une interview avec le site Web. Sciences en direct. « S’il reste intact, le gigantesque clone peut continuer à se développer indéfiniment, le rendant pratiquement immortel. »
Une vue aérienne d’une partie de la côte à Shark Bay (Shark Bay), Australie. Les taches sombres sont des herbiers autoréplicatifs. Image : Philip Schubert – Shutterstock
Selon les chercheurs, le superclone de P. australis se développe par « extension horizontale du rhizome », un processus par lequel une plante crée une branche génétiquement identique via une tige souterraine (ou rhizome), qui développe ensuite ses propres racines et sa tige. .
Vus de la surface – dans ce cas, le fond marin sablonneux – les bouquets d’herbes marines ressemblent à des spécimens séparés, mais au niveau génétique, ils sont la même plante.
« Bien que les prairies de P. australis ne forment pas une seule prairie ininterrompue, elles peuvent toujours être considérées comme une seule plante », a déclaré Sinclair. « Les plantes d’herbes marines peuvent se fragmenter avec le temps en cas de dommages ou de perturbations, mais les fragments sont toujours génétiquement identiques », a-t-il ajouté.
Selon les scientifiques, il est possible que les prairies à P. australis aient été autrefois entièrement connectées et, au fil du temps, aient été fragmentées par le pâturage des animaux marins ou des vagues de chaleur extrêmes.
Sur la base de la taille et de l’âge des prairies de P. australis, les chercheurs soupçonnent que le clone pousse à un rythme d’environ 15 à 35 centimètres par an. Bien que cela puisse sembler peu, il s’agit d’un rythme assez rapide par rapport à la croissance d’autres prairies clonales d’herbiers marins, selon les auteurs de l’étude.
Le plus grand clone du monde sur une image prise par un drone qui a survolé la région de Shark Bay en Australie. Image : Philip Schubert – Shutterstock
« Le clone peut continuer à se développer indéfiniment tant qu’il n’est pas dérangé et que l’environnement ne change pas trop rapidement », a déclaré Sinclair. Selon le chercheur, les conditions presque vierges de Shark Bay, désignée en 1991 comme zone du patrimoine mondial par l’Organisation des Nations Unies pour l’éducation, la science et la culture (Unesco), indiquent que l’herbe est restée relativement intacte tout au long de votre vie.
Un autre facteur qui pourrait influencer la croissance du champ de P. australis pourrait être une superpuissance génétique inhabituelle chez les plantes qui leur permet de faire une copie supplémentaire de leur génome, ce qui double la quantité d’ADN qu’elles peuvent utiliser pour s’adapter aux changements extrêmes des conditions environnementales. .
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Comment le clone sous-marin australien a pu se développer
La plupart des organismes sur Terre sont diploïdes, ce qui signifie que leur ADN contient une seule paire de chromosomes. Cependant, ce n’est pas le cas pour tous les organismes. Certains sont monoploïdes, comme les mâles de certaines espèces d’abeilles, qui ont des chromosomes non vérifiés. D’autres organismes, connus sous le nom de polyploïdes, ont deux ou plusieurs paires de chromosomes.
Les plantes diploïdes peuvent rapidement devenir polyploïdes en doublant le nombre de chromosomes qu’elles possèdent – un processus connu sous le nom de duplication du génome entier, que les chercheurs soupçonnent de s’être produit avec P. australis.
Une autre perspective montre l’étendue de l’immense « tapis sous-marin » formé par P. australis dans Shark Bay. Image : Philip Schubert – Shutterstock
Une plante diploïde peut devenir polyploïde de deux manières.
Cela peut se produire lorsque deux espèces distinctes mais étroitement liées se reproduisent. Au lieu de combiner l’ADN parental comme le fait un hybride standard, la progéniture polyploïde reçoit une copie entière de l’ADN de chaque parent. C’est ce qu’on appelle l’allopolyploïdie.
Les polyploïdes peuvent également survenir lorsque deux individus de populations distinctes de la même espèce se reproduisent et que la progéniture reçoit les deux ensembles complets d’ADN, un processus connu sous le nom d’autopolyploïdie.
Dans les deux cas, le processus est complètement aléatoire et la progéniture devient une nouvelle espèce car elle est incapable de se reproduire avec d’autres individus de l’espèce de ses parents.
Dans le cas de P. australis, les chercheurs soupçonnent que l’herbier autoréplicatif a émergé via autopolyploïde d’un ancêtre diploïde qui a probablement disparu depuis lors.
Les plantes polyploïdes sont parfois considérées comme des « impasses évolutives » car beaucoup sont stériles, ce qui signifie qu’elles ne peuvent pas se reproduire sexuellement, a déclaré Sinclair. Cela limite la capacité des plantes à muter, ce qui est un élément fondamental de la théorie de l’évolution. Cependant, devenir polyploïde peut constituer une dernière chance pour les plantes menacées d’extinction en raison de changements environnementaux extrêmes.
Jusqu’à il y a environ 8 500 ans, la région était au-dessus du niveau de la mer et faisait partie de l’Australie continentale. Cependant, l’élévation du niveau de la mer causée par la fin de la dernière période glaciaire, la période glaciaire la plus récente qui s’est terminée il y a environ 12 000 ans, a submergé cette partie du continent. Ensuite, l’habitat sous-marin nouvellement créé a été inondé de nouvelles espèces telles que les herbiers.
Les eaux peu profondes sont plus vulnérables au changement climatique
Aujourd’hui, la profondeur moyenne de Shark Bay est d’environ 30 pieds, mais elle aurait été encore moins profonde il y a environ 4 500 ans, lorsque la prairie P. australis a émergé.
Les océans peu profonds sont plus vulnérables aux changements extrêmes de température et de salinité car il y a moins d’eau pour distribuer et faire circuler la chaleur et les minéraux. Leurs écosystèmes sont également plus sujets aux perturbations et aux dommages causés par les tempêtes tropicales que les environnements profonds.
Mais grâce à sa résilience aux changements environnementaux, P. australis a continué à prospérer pendant des millénaires. « Les espèces d’herbes marines locales qui continuent à se reproduire sexuellement, ce qui est énergétiquement éprouvant et nécessite beaucoup d’espace disponible pour que de nouvelles plantes poussent, peuvent être moins résistantes », a déclaré Sinclair.
Selon le scientifique, sans avoir à se disputer l’espace ou à détourner de l’énergie pour se reproduire, P. australis a été libre de se cloner à un rythme constant et de dominer l’écosystème local.
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