Si vous deviez deviner quel organisme possède un sperme avec 40 000 queues, que devineriez-vous ? Un éléphant ? Baleine ? Chuck Norris ? Auriez-vous deviné qu’il appartient à une plante ?
C’est le sperme de Zamia roezlii. Le fait qu’une plante possède un sperme aussi puissant est d’autant plus surprenant que la plupart des plantes ont des spermatozoïdes sans queue du tout. Un grain de pollen est en fait une minuscule plante haploïde appelée gamétophyte mâle. Dans la plupart des plantes à fleurs et des conifères, un grain de pollen produit deux spermatozoïdes sans queue qui descendent le long d’un tube pollinique fouisseur pour atteindre le gamétophyte femelle enfoui à l’intérieur d’un cône ou d’une fleur — pas besoin de queue.
Les plantes ancestrales ont tendance à avoir des spermatozoïdes nageurs parce que les plantes terrestres ont évolué à partir d’algues vertes aquatiques, où la nage — et la fécondation — était facile. Quelques plantes ancestrales, comme les mousses, ont encore des spermatozoïdes avec une queue et comptent sur un film aqueux à la surface de la plante pour que les spermatozoïdes se déplacent du point A au point B. Mais ils nagent si mal que certaines mousses ont recours au plan B : elles fabriquent des feuilles spéciales pliées en petites coupelles d’éclaboussures, et lorsqu’une goutte de pluie s’y pose, leur architecture fait exploser les spermatozoïdes à l’intérieur vers le ciel dans une tentative de les envoyer par Fed-Ex à proximité d’une femelle réceptive. Ainsi, le sperme végétal nageur turbocompressé est définitivement une bizarrerie.
À quelle plante appartient ce sperme doté d’un pouvoir impressionnant ? Un cycad.
OK, alors c’est quoi un cycad ? C’est un cycad.
Pas des oeufs de dinosaures, mais quelque chose que les dinosaures auraient pu voir. Creative Commons kiryna. Cliquez sur l’image pour la licence et le lien.
Voici à quoi ils ressemblent généralement de profil. Ce sont des cycades matures, juvéniles et semis de la même espèce.
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Les cycades sont vieilles. Très vieux. Ils étaient les plantes dominantes au cours du Mésozoïque, l’âge des dinosaures, comme en témoignent d’innombrables peintures murales anciennes. Du moins, c’était le dogme pendant de très nombreuses années. Mais récemment, une étude largement médiatisée a été publiée, qui met à mal cette idée – si on la regarde d’une certaine manière. Mais avant d’en venir à cela, regardons ce que sont les cycades et leur surprenante biologie.
Parfois appelés palmiers sagoutiers, les cycades ne sont en aucun cas des palmiers. Les palmiers sont des plantes à fleurs. Les cycades, comme les pins et les buissons de genévrier, sont des gymnospermes — des plantes à « graines nues ». En d’autres termes, elles produisent des graines, mais ne produisent pas de fleurs ou de fruits pour les mettre au monde ou les envoyer sur leur chemin. Les graines ont été une grande innovation évolutive pour les plantes, parce qu’elles leur ont permis d’emballer un petit embryon de plante qui a déjà commencé à se développer — peut-être même une petite racine et quelques petites feuilles — avec un peu de nourriture stockée dans une coquille résistante à la dessiccation.
Une graine est un moyen de donner à une jeune plante un saut dans la vie et un peu de nourriture pour la route, un peu comme l’innovation relativement contemporaine des œufs d’amniotes chez les vertébrés terrestres. Les spores microscopiques – l’ancienne méthode de dispersion encore employée aujourd’hui par les mousses, les lycopodes et les fougères – sont beaucoup plus susceptibles de sécher ou d’atterrir dans un endroit beaucoup trop inhospitalier pour la germination. Les graines aident à augmenter les chances de réussite.
Une plante cycade est une colonne ou un tronc de vieilles bases de feuilles surmontées d’une grappe de nouvelles feuilles. Les feuilles des cycadales sont merveilleuses à toucher, si vous en avez jamais l’occasion. Sanglées, coriaces, dures et souvent bleu-vert, elles ont quelque chose de délicieusement primitif au toucher (même si, il faut le dire, les mousses beaucoup plus anciennes ont des feuilles délicates et fines**).
Les cycadales ont également une symbiose intéressante avec les cyanobactéries, aussi appelées algues bleu-vert, tout comme certains lichens. Ils fabriquent des « racines coralloïdes » spéciales qui poussent vers le haut d’une manière très peu racinaire. En contrepartie de l’alimentation, de l’hébergement et du hissage de leurs symbiotes cyanobactériens en surface à l’intérieur de ces structures, les cyanobactéries fournissent au cycadier le plus limitant des bio-nutriments : l’azote fixe.
En plus d’avoir des spermatozoïdes super-chargés, le pollen des cycadiers a une autre habitude intéressante qu’ils partagent avec leur proche parent, le Gingko. Lorsque leurs pollens arrivent sur un cône femelle (généralement via un charançon, un coléoptère ou le vent), ils commencent à se transformer en ovule. Une fois sur l’ovule, ils envoient un long tube dans une partie de l’ovule appelée le nucellus, puis une structure haustorielle qui aspire les nutriments de la femelle hôte. Les haustoria sont également utilisés par les champignons parasites qui pénètrent dans leurs plantes hôtes.
Dans les cycades, le tube pollinique haustorial finit par détruire la plupart des tissus dans lesquels il pénètre, bien que ces tissus a) ne fassent pas partie de la future graine et b) soient techniquement consommables car une fois qu’un cône est fécondé, il n’est plus utilisé. Mais imaginez, si vous le voulez bien, que chaque fois que des spermatozoïdes humains atterrissent dans un utérus, ils s’implantent dans la paroi utérine, aspirent des nutriments et se développent en petits organismes pendant un certain temps, puis libèrent les gamètes qui iront féconder l’ovule. Cela devrait vous donner l’idée générale, quelque peu dérangeante.
Comme la plupart des gymnospermes, les cycades fabriquent des cônes mâles et femelles, mais contrairement à de nombreux conifères, elles ne portent que des cônes mâles ou femelles sur une plante donnée. Autrement dit, il y a des cycades filles et des cycades garçons. Les cônes femelles produisent des graines et les cônes mâles du pollen. Sur la photo du haut, on voit des cônes femelles avec des graines à l’intérieur. Lorsque vous les brisez, vous trouvez souvent des graines de couleurs vives, comme ceci, ou ceci:
Démaillage d’un cône de cycade. Une des graines de couleur vive est visible dans la main du sujet. Creative Commons Sharktopus ; cliquez pour la licence et le lien.
Parce que les cycades sont sexués, cela signifie qu’il est également possible de se retrouver tout seul. En effet, comme Robert Krulwich l’a rapporté récemment sur son blog, tel a été le triste sort d’un cycadier trouvé en Afrique il y a 100 ans et envoyé aux Jardins botaniques royaux de Kew. C’est un garçon. Et à moins que quelqu’un ne trouve une femelle pour lui tenir compagnie, il sera le dernier de son espèce.
Les cycadés ont reçu un peu d’attention ces derniers temps. Beaucoup de cycadales contiennent des substances cancérigènes ou des neurotoxines ou les deux. Dans L’île des daltoniens d’Oliver Sacks, il raconte son affection pour les cycades (une affection que je partage) et son enquête frustrante sur une mystérieuse maladie neurologique dévastatrice chez les habitants de Guam qui pourrait être liée à leur habitude de piler les graines pour faire de la farine de cycade. Dernièrement, les soupçons se sont portés sur la pratique de manger des chauves-souris qui pourraient avoir concentré les neurotoxines du cycad dans leur corps.
Cela nous ramène à la question de leur ancienneté. Les fossiles de cycadés remontent au moins au Permien, et peut-être au Carbonifère, il y a 320 millions d’années, l’âge des marais géants formant du charbon et des libellules de taille inquiétante. Mais ils ont prospéré au cours du Mésozoïque – « l’ère des dinosaures » – et ont probablement été mangés, et certainement piétinés, par les dinosaures. Il se peut également qu’elles aient été les premières plantes pollinisées par les insectes lorsque les coléoptères ont pris l’habitude de manger – et généralement de vivre, de se vautrer et de répandre – le pollen des cycadales, une tradition qu’ils poursuivent aujourd’hui. Mais une étude récente dans Science, rapportée ici, ici et ici, constate que, d’après leur ADN, les 300 espèces modernes de cycadés ont évolué il y a un maigre 5 à 12 millions d’années.
OK, donc les espèces vivantes aujourd’hui n’étaient pas celles qui vivaient au Mésozoïque. Je l’accepte. En soi, c’est une nouvelle intéressante : leur diversité a diminué à la suite du Grand Impact, et semble avoir rebondi et s’être respécifiée pendant une sorte de changement climatique mondial. Mais les auteurs font un gros point sur le fait que nous ne pouvons pas appeler les cycades des « fossiles vivants » parce qu’ils ne sont pas les mêmes espèces que nous trouvons dans les fossiles.
Attendez là. Ils ressemblent toujours à d’anciens cycadés. Ils font toujours des graines comme les anciens cycadés. Leurs spermatozoïdes à queue trahissent encore leur origine ancienne, et la condition ancestrale de toutes les plantes terrestres, vraisemblablement comme les anciens cycadés. L’enquête dit : Ce sont toujours des cycades. Et les cycadés sont toujours vieux. Et donc, à mon avis, lorsque vous visitez des cycadales dans des jardins botaniques ou que vous les voyez dans le jardin de quelqu’un, il est encore acceptable de les considérer comme anciennes, et d’imaginer ces créatures extraordinaires parmi les dinosaures.
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On apprend vite en biologie, comme dans nos vies, presque tout est une zone grise. La vie est un continuum de formes et de fonctions. Nous essayons de lui imposer un ordre conceptuel net pour le rendre plus facile à comprendre et à discuter, mais à peine l’avons-nous fait que nous trouvons certaines (ou beaucoup !) créatures qui jettent des clés dans les rouages.
Prenez, par exemple, le terme « espèce ». Si vous voulez vraiment allumer une allumette dans une pièce pleine de carburant idéologique, demandez à un groupe de biologistes de définir ce terme. Mieux encore, étudiez la vie assez longtemps et vous vous rendrez compte que le terme « espèce » a des significations complètement différentes parmi les divers groupes d’êtres vivants, et en particulier les bactéries et les archées, où les rapports sexuels inter-espèces sont courants et où les mécanismes de définition des espèces comme l’isolement reproductif ou géographique qui fonctionnent assez bien chez les animaux sont souvent dénués de sens.
Je ne dis pas que nous devrions abandonner le concept d' »espèce » ou même nous débarrasser de la nomenclature binomiale, le système à double nom conçu par Carolus Linnaeus pour appeler les espèces par leur nom (pensez à Homo sapiens). Je pense qu’il est encore très utile pour les humains de penser aux êtres vivants en termes d’espèces — dont beaucoup sont facilement discernables et très « réelles » — et de leur donner des noms et non (pardonnez le terme) des numéros de code-barres déshumanisants, comme certains l’ont proposé.
Mais, peut-être ne devrions-nous pas être aussi pointilleux sur le terme « fossile vivant » en ce qui concerne les espèces. Peut-être que les cycadales ont un peu changé depuis l’époque des dinosaures. Peut-être qu’il ne s’agit pas de la même « espèce ». S’ils ont plus ou moins la même apparence et font plus ou moins les mêmes choses de la même manière, cela me suffit. Ce sont toujours des formes anciennes reconnaissables, et elles sont toujours vivantes.
Pour ma part, j’aime les « fossiles vivants » parce que cela aide à rendre les choses vivantes pour les non-scientifiques. Cela aide les gens à engager leur imagination. Parce que si vous ne connaissez pas leur histoire, et leur histoire, les cycadales pourraient juste sembler être un ennuyeux palmo-truc, et un fossile de cycade juste « une feuille ». Lorsque vous lisez que les cycadales sont des fossiles vivants, et que quelque chose de presque identique a vécu parmi les dinosaures et les libellules géantes anciennes, et qu’aujourd’hui elles possèdent peut-être le sperme le mieux doté de la planète, et que vous pouvez encore toucher leurs descendants vivants et respirants aujourd’hui, vos yeux peuvent s’ouvrir sur le fait qu’elles sont tellement plus.
*Je sens une certaine envie latente de flagelles parmi certains éléments de mon public de lecteurs. Ça me fait un peu penser à ces types qui ont trois ou quatre moteurs hors-bord fixés à l’arrière de leur bateau à moteur, si vous voyez ce que je veux dire.
** Techniquement, « phyllides ». Seules les plantes vasculaires (celles qui possèdent des tissus conducteurs pour l’eau et les sucres comme le xylème et le phloème) ont de vraies feuilles, selon les botanistes.