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2. L'adaptation

2.1. Généralités

L'origine du peuplement végétal pose de nombreuses questions quand on sait que 2 milieu apparemment identiques ont une flore différente.
Il y a des espèces endémiques restreintes à un territoire minuscule parfois (l'Épicéa dans les Alpes et absent dans les Pyrénées, la Violette de Rouen).
Le nombre d'espèces endémiques est d'ailleurs d'autant plus grand que le territoire où elles vivent est plus anciennement isolé : il y a quelques espèces endémiques dans les Îles Britanniques, 126 en Corse, 30 % d'espèces endémiques dans la flore des Canaries et 72 % dans celle de la Nouvelle Zélande.

Pour Darwin, dans certaines conditions du milieu, des transformations héréditaires de hasard sont favorables à certains individus ; elles leur permettent de triompher de la concurrence des autres.
L'adaptation se définira alors comme l'aptitude pour une espèce à survivre et à se propager ; l'efficacité de l'adaptation se mesure donc en terme de survie et de prolifération individuelles.
En conséquence, les facteurs du milieu ont influencé la nature de la biosphère (par la sélection de certaines espèces) ; en retour les êtres vivants sélectionnés ont radicalement modifiés la face de la terre, notamment la composition de l'atmosph&égrave;re.

Un grand nombre de plantes adaptées à de même conditions écologiques se ressemblent ; cette ressemblance est connue sous le nom de "convergence" quand les individus n'ont aucune parenté.
Les Cactus sont abondants en Amérique, mais inconnus en Afrique ; en revanche, dans les déserts africains se trouvent des Euphorbiacées qui ressemblent aux Cactées (plantes charnues, épineuses et adaptées à la sécheresse).
Toutefois ces 2 plantes (Cactus et Euphorbe) appartiennent à 2 familles différentes, cette convergence traduit l'existence de formes génétiques stables héréditaires.

2.2. La théorie de l'évolution

Darwin définissait l'équilibre instable dans les populations comme le résultat d'une lutte incessante et permanente : la survivance des meilleurs et l'élimination des inadaptés, conduisant à une amélioration continue des êtres vivants et à la formation de groupes assez différents de leurs prédécesseurs pour constituer des espèces nouvelles.

Mais depuis, on sait que les êtres vivants varient, l'usage ou la désuétude de tel organe ou de telle structure vivante entraînant des modifications transmissibles à la lignée et donc sculptant l'hérédité : endoderme, bandes de Caspary (= barrières mécaniques chez les Monocotylédones), glandes à sel, carnosité, aphyllie (Cactus).
Par la continuelle préservation des individus dotés des variations les plus favorables, tous les êtres devenaient étonnamment adaptés à leur environnement physique et à la complexité du milieu vivant au sein duquel ils se mouvaient.
Darwin fut le premier à montrer la survivance, le transport des graines par les oiseaux et les colonisations de plusieurs milieux.
Tous les êtres vivants sont attachés à leur habitat par une multitude de liens invisibles, constitués par les conditions physiques variées existant sur notre planète et par les rapports entre les espèces qui vivent à coté (compétition, coopération et même neutralité désintéressée).
Ces liens représentent une action conjuguée de tous les facteurs du milieu : le sol à partir duquel les plantes puisent leurs nutriments, l'atmosphère respirée, la lumière apportée, la quantité des pluies, la température subie...

Ainsi les conditions physiques créent le végétal (par exemple les plantes pierres ou les plantes grasses d'Afrique du sud copient l'apparence et les coloris du monde minéral) et déterminent quelles sont les plantes qui peuvent y pousser, et ces plantes déterminent alors quels animaux pourront y vivre (cela implique la notion de biome).
Pour pallier le manque de substances azotées dans les sols de tourbières, les plantes insectivores capturent et digèrent des insectes riches en azote ; ils y parviennent grâce à des feuilles spécialisées, de forme particulière où le piège est actif (Dionée) ou passif (Nepenthes).

2.3. Comment s'est réalisée (et se réalise) l'évolution

La vie a commencé humblement par des organismes élémentaires qui se sont graduellement transformés et adaptés à différents habitats pour produire toutes les espèces de la terre (actuelles et disparues).

Cette évolution s'est accomplie par une série de variations brusques (mutations) affectant, au hasard, les molécules d'ADN, base chimique des patrimoines héréditaires.
Ces variations se sont propagées, procurant aux individus quelques avantages dans la concurrence vitale ; il s'en suit un processus sélectif par lequel ces changements entraînent la survie et la reproduction de l'individu.
Ces individus possédant des caractéristiques favorables ont tendance à laisser une plus grande progéniture.
Les traits favorables deviennent alors la norme de la population, alors que les traits défavorables disparaissent.
Ainsi, de génération en génération, les espèces se sont-elles modifiées : par ce procédé simple de sélection sans cesse réitéré s'est réalisée toute la diversification du monde végétal.
Les mutants surgissent nettement typés : il n'y a jamais de transition entre les parents et les nouveau venus et il n'y a jamais retour aux lignées parentales.
La variation porte sur quelques points seulement ; le patrimoine héréditaire est donc un ensemble de facteurs isolés.
La fréquence des mutations est de 1/10 millions ; elle maintient le patrimoine génétique à un haut niveau de plasticité ; les caractères mutés sont ensuite transmis selon les lois de Mendel.

L'évolution est également assurée par des processus d'accommodation (résultant de l'action de facteurs extérieurs).
Bonnier transplanta des Marguerites naines alpines en plaine et observa qu'elles reprenaient, en plaine, leur taille normale (1 m) ; en revanche des marguerites de plaine devenaient naines en haute altitude.
Dans ce cas, on le voit, l'adaptation n'est pas héréditaire, c'est ce qui distingue un accommodat d'un mutant.

Les mécanismes d'adaptation résident également dans des transformations génétiques, en particulier le doublement spontané du nombre de chromosomes.
La tétraploïdie est un phénomène fréquent (2n => 4n, chez l'Onagre ; pour le roseau de 2n = 36 à 2n = 96) ; l'inverse n'est pas rencontré.
Ces différences chromosomiques peuvent ne pas se traduire par une modification de caractères.
Paradoxalement les milieux les plus favorables aux nouveautés génétiques sont les plus extrêmes : milieux arides, milieux froids ; ces milieux sont en effet dépourvus de tapis végétal dense qui pourrait concurrencer ces formes nouvellement nées.

Les centaines de milliers d'espèces végétales qui peuplent aujourd'hui la terre ne représentent qu'une fraction des vastes possibilités plastiques de la vie qui a conquis des biomes variés : toundra, forêt de Conifères des régions froides, forêt caduques des climats tempérés, forêt tropicale, récif, désert, herbage...
Des millions d'autres espèces ont surgi, prospéré et disparu comme le montrent les fossiles, mais cette abondance d'individus signifie abondance de mutations possibles, et donc une capacité plus vaste d'adaptation à des conditions de vie nouvelles.

Les barrières au développement végétal sont visibles (océans, montagnes) ou invisibles (manque d'eau, nourriture inappropriée, conditions climatiques, végétal compétiteur ou individu symbiotique).
Ainsi la répartition de l'Aconit et du Trèfle (fleurs profondes) est modelée par la présence d'un Bourdon qui assure sa pollinisation ; les limites de l'Aconit correspondent aux limites du Bourdon.

Assiste-t-on actuellement à des adaptations ?
Oui : la Pomme de terre originaire d'Amérique tropicale vivait au contact du mildiou et était résistante à cette maladie, car porteuse de gènes de résistance ; or cette maladie de la Pomme de terre a entraîné la dernière famine en Europe (Irlande, 1840).
A l'heure actuelle l'adaptation (sélection artificielle) est liée à l'action de l'homme qui crée des variétés domestiques par l'introduction de gènes : plantes transgéniques résistantes aux herbicides...
Cependant, cette sélection artificielle n'a pour rôle que de réduire la variabilité génétique (population clonée) ; l'homme réduit donc l'hétérogénéité génétique et réduit donc la faculté de viabilité de l'espèce, cette faculté fournissant des réponses qui lui permettent de survivre à des variations subites de climat (il réduit donc la plasticité de l'espèce).
Cette consanguinité génétique entraîne une plus faible aptitude à s'adapter que l'hétérogénéité initiale.

2.4. Conséquences de l'adaptation

Au moyen de cette diversification (évolution) le monde vivant a gagné l'accès à presque tous les types de milieu physiques existant à la surface de la terre.
Parallèlement, la diversité biologique à de nombreux organismes de profiter de chaque milieu, formant des communautés où la compétition est réduite au minimum parce que les différents besoins entrent rarement en conflit.

Autre avantage de la diversification : les organismes supérieurs ont développé des facultés absentes chez les organismes moins évolués, ces avantages ont été néanmoins acquis au prix de la perte de certaines facultés.
Ainsi, les animaux sont mobiles et doués de comportement ; mais ils sont incapables de fabriquer certains matériaux indispensables à leur croissance : hydrates de carbone, vitamines ; en revanche, les plantes élaborent toutes ces molécules (autotrophe) mais ne peuvent pas se déplacer.
Aussi c'est par le biais d'adaptations à la lumière et à la température que les plantes ont pu coloniser des milieux de latitude et d'altitudes différentes.

Dans les chapitres suivants nous analyserons les adaptations végétales aux conditions environnantes ; la sélection n'agit pas forcément sur une seule fonction, suggérant la complexité des mécanismes en cause et des interrelations qui en découlent.
Une fois connus les mécanismes régulant ces adaptations, il est possible de manipuler génétiquement les plantes de 2 manières : en analysant les séquence de régulation des gènes associés à la tolérance, ou par le transfert d’une séquence de gènes chez des espèces agronomiquement ou horticulturalement importantes, comme c'est le cas pour les plantes transgéniques tolérantes aux herbicides et aux insectes.