Les plantes peuvent-elles faire preuve d'altruisme ? Au moins en famille...

 

  Nous avons tous entendu des exemples d'altruisme animal : de chiens qui s'occupent de chatons orphelins, de chimpanzés partageant la nourriture ou, comme diffusée récemment, de dauphins maintenant un camarade blessé à la surface. La semaine dernière, une étude menée par l'Université du Colorado à Boulder suggère que certaines plantes sont également altruiste.
Les chercheurs ont étudié le maïs, dans lequel chaque graine fécondée contient deux "frères et sœur", un embryon et un morceau de tissu appelé endosperme (ou albumen) qui nourrit l'embryon alors que la graine pousse. Ils ont comparé la croissance et le comportement des embryons et de l'endosperme dans les graines qui partagent la même mère et le même père avec la croissance et le comportement d'embryons et d'endosperme qui avaient des parents génétiquement différents. 
Selon Pamela Diggle biologiste qui a dirigé l'étude :

Les résultats ont indiqué que les embryons avec la même mère et le même père comme l'endosperme dans leurs graines qui pesaient beaucoup plus que les embryons ayant la même mère, mais d'un père différent. Nous avons constaté que l'endosperme, qui ne partage pas le même père que l'embryon, ne distribue pas autant de nourriture, il semble agir moins coopérativement.

Une étude sur le sujet a été publiée le 21 janvier (lien plus bas). Les coauteurs de l'étude comprenaient Chi-Chih Wu, un étudiant en doctorat d'écologie et de biologie évolutive à l'université du Colorado à Boulder et le professeur William "Ned" Friedman, professeur à l'Université de Harvard qui a aidé à mener des recherches. 
Selon Pamela Diggle, il est assez clair, à partir des précédentes recherches, que les plantes peuvent retenir préférentiellement des nutriments de la progéniture "inférieure" lorsque les ressources sont limitées. 
Selon le professeur William Friedman :

Notre étude est la première à tester spécifiquement l'idée d'une coopération entre des frères et sœurs chez les plantes. L'une des lois les plus fondamentales de la nature, c'est que si vous devenez altruiste, vous en ferez d'abord profiter vos plus proches parents. L'altruisme évolue uniquement si le bienfaiteur est un proche parent du bénéficiaire. Lorsque l'endosperme donne toute sa nourriture à l'embryon et meurt ensuite, il ne devient pas plus altruiste que cela.

Dans la reproduction du maïs, les fleurs mâles au sommet des plantes distribuent deux grains de pollen à la fois, à partir de tubes individuels, aux petits épis sur les tiges couvertes par des brins appelés les soies (inflorescences femelles) dans un processus connu sous le nom de double fécondation. Lorsque les deux grains de pollen entrent en contact avec une soie, ils produisent une graine contenant un embryon et l'endosperme. Chaque embryon donne un seul grain de maïs. 
L'équipe a profité d'un phénomène extrêmement rare chez les plantes appelé "hétérofécondation", dans lequel deux pères différents engendrent des grains de maïs individuels. La manipulation des gènes de la plante de maïs, qui existe depuis des millénaires, aboutissant à la production d'épis multicolore comme "le maïs indien" (Zea mays indurata en image d'entête) qui peut être rouge, violet, bleu et jaune, a aidé les chercheurs à évaluer la filiation des grains. 
Chi-Chih Wu, qui cultivaient le maïs et qui a récolté plus de 100 oreilles (épis) sur une période de trois ans, à enlevé, cartographié et pesé chaque noyau individuellement sur chaque épi récolté. Bien que la majorité des grains ont un endosperme et un embryon de la même couleur, une indication qu'ils partagent la même mère et le même père, certains avaient des couleurs différentes des autres, comme un noyau externe violet avec un embryon jaune. 
Wu a recherché ces noyaux rares, moins d'un sur 100, qui ont deux pères différents comme un moyen d'évaluer la coopération entre l'embryon et l'endosperme. C'est une procédure difficile et "c'était comme de chercher une aiguille dans une botte de foin, ou dans ce cas, un noyau dans un silo", selon les chercheurs. 
L'endosperme, sous la forme de maïs, de riz, de blé et d'autres cultures, est essentiel pour les humains, fournissant environ 70 % des calories que nous consommons chaque année dans le monde entier et comme le précise Friedman :

Le tissu dans les graines de plantes à fleurs est ce qui nourrit le monde. Si les plantes à fleurs n'étaient pas là, les humains ne seraient pas ici.

L'étude publiée sur PNAS : Kin recognition within a seed and the effect of genetic relatedness of an endosperm to its compatriot embryo on maize seed development.