La première fleur
My Martin
Afrique australe. Namibie Sud-Ouest
Le désert du Namib Nord (plaines caillouteuses). Le plus vieux désert du monde (80 millions d'années ?). Dunes fossiles
Plusieurs périodes d'extrême aridité, accentuées au cours des derniers millions d'années
Le seul endroit au monde, où Welwitschia mirabilis pousse naturellement
Une bande côtière
de l'Angola Sud-Ouest. Province de Namibe. Moçâmedes
à la Namibie (rivière Kuiseb)
Longueur, 1 200 km
Largeur, 100 à 150 km
Des populations isolées. Ici, quelques plantes. Ailleurs, un millier de plantes
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Initialement adaptée à des conditions tropicales, W. mirabilis est une relique du Jurassique (-150 millions d'années. Domination des dinosaures, premiers oiseaux). Les gymnospermes (le pin, l'if) dominaient la flore mondiale
Alors que ses espèces parentes ont disparu, W. mirabilis s'est adaptée à l'aridité croissante, sur la bande côtière (présence de brumes)
W. mirabilis s'apparente aux pins
mais possède certaines caractéristiques des plantes à fleurs
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La croissance de W. mirabilis est visible dans les cernes annuels concentriques du tronc
Compter les cernes donne une estimation de l'âge de la plante
Une longévité de plusieurs siècles. Selon certains auteurs, jusqu'à deux mille ans
Namibie, près de la ville de Swakopmund. « The Big Welwitschia », atteint
une hauteur d'un mètre quarante
et avec ses deux feuilles, un diamètre de quatre mètres
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Très petit arbre. Circonférence, deux mètres
Racine pivotante. Profondeur, deux à trois mètres
Court tronc sans branches, où se creuse un "cratère"
Le tronc se termine par un disque (lignification progressive)
A sa bordure, se développent deux feuilles linéaires, coriaces, opposées. Elles se dilacèrent et meurent, à leur extrémité
Deux rubans bouclés. Les bords sont secs, effilochés
Épaisses de 1,4 cm, les feuilles croissent continuellement -un demi-millimètre par jour
Leurs cellules ont une durée de vie d'une dizaine d'années
Les feuilles ont une longueur de deux à quatre mètres, même pour les plantes les plus âgées (mille cinq cents ans)
En moyenne, croissance de 13,8 cm. Soit sur une période de mille ans, jusqu'à 150 mètres
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L'espèce est dioïque. Les sexes sont séparés ; des plantes mâles et des plantes femelles
La plante est en germination constante -également pendant la période féconde
Les organes de reproduction sont
des cônes mâles. Nombreux, couleur brun-saumon. Ils portent le pollen. Quelques ovules stériles. Présence de nectar
des cônes femelles, qui contiennent les graines. Couleur jaune-verdâtre
Les inflorescences sont regroupées sur des tiges fertiles ramifiées
La pollinisation (le transfert du pollen des plantes mâles vers les plantes femelles) est réalisé par les insectes. Mouches, abeilles, bourdons. Attirés par le nectar, produit aussi bien par les plantes mâles, que femelles
Les graines mesurent 36 x 25 mm. Entourées par une ailette, le vent les disperse
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W. mirabilis survit
à une température atteignant 65 °C
à cinq années, sans une goutte d'eau
Dans le désert, les précipitations annuelles sont souvent inférieures à 25 mm
La plante survit grâce au brouillard, ce qui limite son aire à la zone côtière
Le brouillard équivaut à un apport de 50 mm supplémentaires
Pendant la nuit, l'eau de la brume se condense sous forme de rosée
L'eau est captée par les feuilles (structure particulière)
La large racine conique s'enfonce profondément dans le sol et atteint l'humidité souterraine
Type de photosynthèse. Pour fixer le carbone, W. mirabilis utilise le métabolisme acide crassulacéen (CAM). L'incorporation du CO2 est nocturne, ce qui diminue considérablement les pertes d'eau par transpiration pendant la journée
Pendant des années, les graines mûres de la plante restent viables, dans l'attente d'un événement exceptionnel. Plusieurs jours la pluie
Issues de germinations lors d'une rare et unique année pluvieuse, les plantes de certaines populations ont toutes le même âge
L'aridité du désert est croissante. Certaines populations sont en danger d'extinction
Deux sous-espèces (des différences au niveau des cônes mâles)
en Angola. W. mirabilis
en Namibie, dans la partie sud de l'aire de répartition. W. namibiana
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Des peuples de la région ont consommé la plante. Son nom en héréro (langue bantoue, Namibie), "onyana" (oignon du désert)
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La plante constitue une précieuse source d'humidité, voire de nourriture, ainsi qu'un micro-habitat, pour de nombreuses espèces
En période de forte sécheresse, l'oryx gazelle, le springbok, le zèbre de Hartmann, le rhinocéros noir, et d'autres ongulés, mâchent ses feuilles
Une espèce d'alouette, l'Ammomane de Gray (Ammomanopsis grayi), niche dans (ou sous) la plante
Un abri pour les serpents (dont la vipère à corne d'Afrique du Sud), lézards, caméléons, arthropodes
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En menace,
les véhicules 4x4, en lien avec le développement de l'écotourisme. Ils peuvent occasionner des blessures, ou même la mort des plantes
les collectionneurs, qui recherchent les plantes les plus anciennes. En Angola (guerre civile pendant plus de vingt-cinq ans, après l'indépendance en 1975), la relative concentration de mines terrestres éloigne les collectionneurs
le surpâturage
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Un insecte hétéroptère (punaise), Probergrothius sexpunctatis, est associé à W. mirabilis
Famille des Pyrrhocoridae (la famille des gendarmes, Pyrrhocoris apterus)
Il se nourrit
des exsudats d'une cochenille farineuse (famille des Pseudococcidae), Paracoccus sp., qui parasite la plante
ainsi que de la sève, des graines, des cônes de la plante
Il ne pollinise pas la plante
Il est l'un des vecteurs de l'infection des cônes femelles par Aspergillus niger. Ce champignon pathogène infecte les organes reproducteurs femelles et les graines
Les spores du champignon sont
présents dans l'air et le sol
transportés par les insectes
hébergés par les végétaux voisins
À terme, la survie de Welwitschia peut être compromise
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Dr. Friedrich Welwitsch 1806-1872. Botaniste autrichien, directeur du jardin botanique de Lisbonne
1853 à 1861. Sous mandat du Portugal, le botaniste collecte des milliers de plantes
1859. Expédition en Angola. Soudain, Friedrich Welwitsch tombe à genoux sur le sol brûlant. Il ne peut détacher son regard de la plante
Il récolte des échantillons et les transmet à Joseph Dalton Hooker 1817-1911, directeur des jardins botaniques royaux de Kew (Richmond). Soutien de Charles Darwin 1809-1882, qu'il incite à publier ses théories
J.D. Hooker échange avec des biologistes. Charles Darwin compare la plante à un ornithorynque végétal
1862. À la demande de Friedrich Welwitsch, J.D. Hooker décrit et illustre la découverte
Friedrich Welwitsch propose comme nom, "Tumboa", le nom que les populations angolaises appliquent à la plante -mais également à d'autres espèces
J.D. Hooker convainc Friedrich Welwitsch de renoncer à sa proposition. Le nouveau genre Welwitschia (W. mirabilis, seule espèce) est dédié à son découvreur autrichien
1863. J.D. Hooker. Journal. « Une plante que je n'hésite pas à considérer d'un point de vue botanique, comme la plus merveilleuse qui ait été découverte, au cours du siècle actuel »
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Ordre. Welwitschiales
Skottsb. ex Reveal, 1993
Famille. Welwitschiaceae
Markgr., 1926
Genre. Welwitschia
Hook.f., 1863
Espèce. Welwitschia mirabilis
Hook.f., 1862
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Le groupe des gymnospermes -Welwitschia, le Ginkgo biloba, le séquoia de Chine, le pin de Wollemi (Australie)
Les graines sont souvent protégées dans des cônes -le sapin, l'épicéa
Pas de production de fleurs
À la différence des angiospermes -le sophora, le catalpa
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Mésozoïque (-250 à -66 millions d'années). La diversité des gymnospermes est maximale puis régresse fortement
Aujourd'hui, un millier d'espèces, dans les régions boréales et montagneuses
Certaines lignées de gymnospermes sont représentées par une seule (ou quelques) espèce. Des reliques des groupes anciens
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Gymnosperme. Proche de l'éphédra (Vastes répartition, soixante-dix espèces. Petits arbustes presque toujours dioïques, très ramifiés, aux tiges articulées)
Welwitschia mirabilis
Hook.f
fait partie de ces « espèces reliques »
Ordre, famille, genre. Seule représentante
W. mirabilis est placée dans la classe des Gnetopsida
Division de plantes vasculaires
Des plantes ligneuses sans canaux résinifères, dont les plus anciens fossiles datent du Permien (-270 millions d'années)
Les relations de parenté entre les Gnetopsida et les autres plantes, restent incertaines
Les Gnetopsida présentent des affinités morphologiques avec
les gymnospermes actuelles (conifères, ginkgos, cycas),
aussi bien qu'avec les angiospermes (plantes à fleurs)
De ce fait, dans l'évolution des plantes à graines, les Gnetopsida ont été considérées comme un groupe de transition
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Taïwan, Academia Sinica. Dr. Shu-Miaw Chaw, généticienne
Beijing (Pékin), Chinese Academy of Sciences. Pr. Jinhua Ran, généticienne
Les travaux récents en génétique confirmeraient Welwitschia et les autres Gnetopsida, comme gymnospermes, proches parents de la famille des Pinaceae (sapins, pins…), au sein des conifères
Les caractères partagés concernent des structures complexes, comme les organes de reproduction, comparables à des fleurs
Et mettent en jeu une double fécondation -le grain de pollen contient deux noyaux
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-400 millions d'années. Les végétaux (lichens, mousses) colonisent la terre ferme
-350 à -320 millions d'années. Carbonifère. Les gymnospermes (représentants actuels, les conifères). Le mode de reproduction est relativement rudimentaire. Des cônes mâles et femelles (comme la pomme de pin)
-150 millions d'années. Les plantes à fleurs
La fleur porte les organes mâles (étamines) et femelles (pistil), entourés par des pétales et des sépales (éléments foliacés verts)
Au lieu d'être nus, les ovules sont protégés au sein du pistil
Rapide diversification. Aujourd'hui, les plantes à fleurs dominent la flore terrestre
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24 février 2017. Laboratoire de physiologie cellulaire et végétale. CNRS. François Parcy
W. mirabilis
Ses cônes mâles possèdent quelques ovules stériles et du nectar
Une ébauche, avant la fleur bisexuelle
Les chercheurs ont localisé des gènes,
similaires à ceux responsables de la formation des fleurs
et organisés selon la même hiérarchie
L'activation d'un gène déclenche l'activation du suivant, et ainsi de suite
Une cascade de gènes similaire chez
les gymnospermes
et les plantes à fleurs
Ce mécanisme n'a pas été inventé lors de l'origine de la fleur
Il a été hérité, réutilisé par W. mirabilis. Dans l'évolution, un processus souvent à l'œuvre
L'étude de la biodiversité actuelle des plantes, permet de remonter dans le passé
Peu à peu, dresser le portrait génétique de l'ancêtre commun d'une importante partie des plantes actuelles
Comprendre comment est apparue la première fleur -une structure différente des cônes