Mon beau sapin... depuis 300 millions d’années

Si au Québec, c’est le vrai roi des forêts, le sapin baumier, que les producteurs nous offrent le plus souvent, en Europe, l’arbre de Noël est habituellement une épinette de Norvège, aussi appelée épicéa, car le sapin y a disparu lors de la dernière glaciation.
Photo: Annik MH de Carufel - Le Devoir Si au Québec, c’est le vrai roi des forêts, le sapin baumier, que les producteurs nous offrent le plus souvent, en Europe, l’arbre de Noël est habituellement une épinette de Norvège, aussi appelée épicéa, car le sapin y a disparu lors de la dernière glaciation.

Mon beau sapin, roi des forêts, règne sur les régions froides de la planète avec la même majesté depuis près de 300 millions d’années. Et pour cause, son génome et celui de ses cousins germains, le pin et l’épinette, ont très peu évolué durant toutes ces années, alors que celui des plantes à fleurs a subi d’énormes chambardements, nous apprend une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’Université Laval. La sélection naturelle n’a pas trouvé nécessaire de faire évoluer les conifères, comme le sapin, qui vivent paisiblement en parfaite harmonie avec leur milieu de l’hémisphère boréal. Une telle stabilité fait toutefois craindre le pire si le climat se réchauffe tel qu’annoncé. Comment pourrait-on imaginer nos maisons sans sa présence qui embaume et souligne l’approche de Noël ?

Quand les chercheurs ont comparé des fossiles de conifères, des aiguilles de pin, par exemple, datant de 250 millions d’années, à nos espèces de conifères contemporaines, ils ont remarqué que les espèces d’antan ressemblaient à s’y méprendre à celles d’aujourd’hui, dont on en dénombre 600 différentes. Par contre, pendant la même période, les plantes à fleurs se sont diversifiées de façon extraordinaire, conduisant à l’apparition de 400 000 espèces allant de l’érable et la rose aux céréales et aux plantes maraîchères.


Quand l’équipe de Jean Bousquet, du Centre d’étude de la forêt de l’Université Laval, et celle du Service canadien des forêts ont analysé le génome de conifères cousins du sapin, comme le pin et l’épinette, ils n’ont observé que très peu de changements dans la structure du génome de ces deux espèces. « Le nombre de chromosomes et la position relative des gènes au sein des chromosomes étaient identiques » chez ces deux espèces contemporaines. Chez les plantes à fleurs, ils ont par contre vu « un chambardement complet du génome, comme si le paquet de cartes que représentent les composants du génome avait été maintes fois rebrassé ».


« Depuis que les plantes à fleurs ont commencé, il y a 300 millions d’années, à diverger de l’ancêtre commun des conifères (gymnospermes) et des plantes à fleurs (angiospermes), qui ressemblait surtout à un conifère, le génome des conifères n’a subi que peu ou pas de brassage de cartes, explique M. Bousquet. Les conifères ont réussi à traverser l’ère des dinosaures, de l’apparition de ces mastodontes il y a 250 millions d’années à leur disparition, il y a 65 millions d’années, sans trop chambouler leur génome et leurs habitudes de vie, qu’on détermine par la morphologie de leurs aiguilles. Ils ont aussi survécu aux glaciations des deux derniers millions d’années. Ils sont l’exemple par excellence d’un développement durable ! »


« De toute évidence, les conifères sont très bien adaptés à leur environnement qu’est la forêt boréale avec son climat froid, et ce, depuis des centaines de millions d’années. Ils sont en équilibre avec leur milieu, ce qui fait que la nécessité d’évoluer, soit la pression imposée par la sélection naturelle, est pour eux négligeable. Le sapin doit se dire qu’on peut quand même être heureux, avoir des descendants et vivre longtemps en menant une vie simple sans tous les artifices des plantes à fleurs ! Les sapins et les épinettes sont un exemple de simplicité volontaire écologique ! », lance M. Bousquet.


De plus, dans la forêt boréale, les conifères font face à une compétition réduite, car en raison de la rigueur du climat, le nombre d’espèces qui y vivent est nettement moindre que dans les régions équatoriales. Par contre, le climat plus clément vers l’équateur attire un plus grand nombre d’espèces, la compétition y est donc plus vive, « la sélection naturelle y est très intense. Les plantes à fleurs qui y ont élu domicile sont donc engagées dans une course à l’innovation morphologique », souligne aussi Jean Bousquet pour expliquer la relative immuabilité du génome des conifères.


Des répétitions


Au cours de ces centaines de millions d’années, « le génome des conifères a néanmoins pris de l’expansion. Il a accumulé une multitude de séquences d’ADN répétitif qui ne code pas pour des protéines, et dont on ignore la fonction. Le génome de notre sapin de Noël est dix fois plus grand que celui de l’humain. Le séquençage du génome de l’épinette blanche nous a permis de constater que cet ADN répétitif non codant représente 99,9 % de tout l’ADN du génome de ce conifère, mais que les gènes n’ont pas bougé et occupent toujours la même position. En raison de cet embonpoint, le génome des conifères n’a plus la flexibilité nécessaire pour rebrasser ou doubler ses chromosomes », ce qui expliquerait leur remarquable stabilité génétique, fait remarquer le chercheur.


En raison de cet embonpoint, il sera vraisemblablement « impossible pour ces espèces d’affronter un tsunami environnemental comme celui qui est à nos portes, croit M. Bousquet. Ces espèces peuvent bouger, elles l’ont fait lors de la dernière glaciation, mais pas très vite, jamais en l’espace de cent ans ou de mille ans. Or, selon les pires scénarios, le climat pourrait se réchauffer de cinq à six degrés d’ici 70 à 80 ans. »


Quand ils ont séquencé le génome de l’épinette, du sapin et du pin, les chercheurs ont pu identifier des polymorphismes génétiques qui feraient que les individus qui les portent seraient mieux adaptés que d’autres au climat local ou posséderaient des caractéristiques intéressantes, comme une croissance plus rapide. « L’identification de ces marqueurs génétiques nous permettra de prédire dès le stade de semis la croissance future de l’arbre, la qualité de son bois, et son adaptation », précise ce professeur de génétique forestière.

 

Un choix écologique


À l’approche de Noël, plusieurs se demandent si le fait de choisir un arbre naturel menace la prospérité de notre beau sapin. « Couper un sauvageon par-ci par-là dans une forêt naturelle est sans danger, car la nature remplacera ces quelques arbres. Par contre, les razzias systématiques que font certains commerçants dans les boisés sont dommageables », répond M. Bosquet, qui recommande plutôt d’opter pour un sapin cultivé, car celui-ci aura poussé dans un champ agricole ou abandonné, où il fixera du carbone pendant dix ans. « Un arbre cultivé est un choix écologique valable, et ce, d’autant plus si le producteur n’a pas utilisé de fertilisants. » M. Bousquet croit que d’ici peu, il pourra déterminer « un code-barres génomique qui permettrait d’indiquer aux producteurs quels arbres pousseront le plus rapidement, lesquels résisteront le mieux à la sécheresse et garderont leurs aiguilles plus longtemps ». L’arbre de Noël idéal, quoi !

6 commentaires
  • Serge Bédard - Inscrit 20 décembre 2012 08 h 01

    Est-on en présence "d'alarmisme environnemental" ici?

    Vous écrivez "...il sera vraisemblablement « impossible pour ces espèces d’affronter un tsunami environnemental comme celui qui est à nos portes, croit M. Bousquet."

    Ce que je ne comprends pas c'est pourquoi cette espèce a-t-elle pu survivre à une des plus grandes catastrophes environnementales de l'histoire de la terre, nommément la chute d'une météorite il y a 65 millions d'années, qui a conduit à la disparition, nous dit-on, d'un très grand nombre d'espèces, et être menacée de disparition dans les prochaines décennies.

    J'ai du mal à saisir.

    Y a-t-il un spécialiste non biaisé dans la salle?

  • Reynald Du Berger - Inscrit 20 décembre 2012 09 h 07

    Alarmisme agaçant

    "Une telle stabilité fait toutefois craindre le pire si le climat se réchauffe tel qu’annoncé." Qui vous a annoncé cela et sur la base de quelles données? La température moyenne globale stagne depuis 1998, comme a dû le reconnaître à contercoeur et du bout des lèvres le MET office de Londres et les épouvantails climatistes réchauffistes réunis à Doha. Comme M. Bédard, je trouve agaçant cet alarmisme tout-à-fait injustifié. Les écolos voient des "équilibres fragiles" partout. Des espèces "menaçées" et nous peignent des scénarios catastrophes que les enseignants reprennent en classe devant leurs petits qui n'en on rien à cirer. On les terrorisait autrefois avec l'enfer, maintenant, on leur fait vivre un enfer vert. Foutez-leur donc la paix avec votre écologisme qui n'est même pas basé sur de la science, mais sur une vision manichéenne de l'univers.

    • Jean Richard - Abonné 20 décembre 2012 10 h 17

      Je n'aime pas l'alarmisme, mais de là sombrer dans la démagogie réactionnaire, il y a un grand pas qu'il vaut mieux ne pas franchir. S'il est vrai que trop de médias pourtant sérieux aient parfois tendance à l'enflure médiatique, ce n'est pas une raison pour adopter le langage des médias poubelles, avec ses déclarations à l'emporte-pièce.

      Je vous l'accorde, une citation comme « ...affronter un tsunami environnemental comme celui qui est à nos portes » (M. Bousquet) peut agacer. Le tsunami n'a rien à voir (ou si peu) avec l'environnement atmosphérique d'une part, et d'autre part, il se produit dans un laps de temps très court alors que les changements climatiques sont l'affaire de plusieurs dizaines d'années. Toutefois, je vous invite à visiter le site web de Met Office (http://www.metoffice.gov.uk/climate-change) et vous mets au défi d'y trouver une prise de position ressemblant à une contestation de l'existence des changements climatiques comme vous essayez de l'insinuer. Met Office se risque même à prévoir que l'année 2013 sera entre 0,43 et 0,71 °C plus chaude que la période type (1961 à 1990). Soit, la température moyenne semble stagner depuis 1998, mais il n'empêche qu'elle est de 0,48 °C au-dessus de la période type. Et finalement, comme bien d'autres organisations scientifiques, le Met Office explique très bien que la température moyenne mesurée au niveau du sol n'est qu'un indicateur (et pas le seul) des changements climatiques.

      Quant à l'éducation, il faut avouer que la culture scientifique se porte assez bas en ce continent sur lequel nous vivons, et l'enseignement dans les écoles a tendance à refléter cette réalité. Mais de là à comparer cet enseignement à celui de la religion qui nous parlait de l'enfer à une certaine époque, il eut mieux valu s'abstenir de le faire.

    • Mathieu Bouchard - Inscrit 20 décembre 2012 21 h 52

      Dans les 300 derniers millions d'années, la température moyenne de surface a déjà été d'environ +6,3⁰C par rapport à notre température de référence (1950 à 1980 ou autre, il y a plusieurs standards). C'est approximatif parce que c'est reconstitué à partir de roches dont on sait qu'elles étaient à un pôle à cette époque, et ensuite, on fait un estimé de température globale qui devrait aller avec cet enregistrement de température polaire.

      En tout cas, c'est considérable. Par contre, c'est pas arrivé dans les 50 derniers millions d'années. Faudrait savoir à quel rythme le code génétique a enflé ces derniers temps, et quel impact ça a sur l'adaptabilité de la plante. Un code génétique enflé est plus résistant aux mutations, mais ce sont les mutations qui forment le moteur de changement dans la sélection naturelle... la nature n'agissant que comme le moteur de sélection. Si les gènes sont rendus beaucoup plus stables maintenant qu'il y a 50 millions d'années, il peut se passer des choses graves avec un +5⁰C.

  • Simon Thibault - Abonné 20 décembre 2012 09 h 09

    Reproduction sexuée vs asexuée

    Il est surprenant que l'équipe du Dr. Bousquet n'ait pas mentionné ce détail d'importance... les conifères, tels les épinettes, les pins et le sapin baumier, se reproduisent beaucoup plus par reproduction asexuée (végétative, ou clonale, tel le drageonnement ou le marcottage) en milieux boréal et nordique que les angiospermes ou plantes à fleurs. La reproduction asexuée n'est pas soumise à la sélection naturelle en ce sens qu'elle ne permet pas "un brassage des cartes" génétiques au même titre que la reproduction sexuée.

    Parmi les spermaphytes, il existe deux grands groupes : les gymnospermes (graines nues), comme les conifères, et les angiospermes (graines cachées dans un fruit), comme les plantes à fleurs (monocotylédones et dicotylédones).

    Un bon exemple pour comprendre... dans le Nord québécois, l'équipe du Dr. Serge Payette de l'université Laval a démontré que l'épinette noire, de loin l'espèce arborescente la plus abondante de la forêt boréale nord-américaine, à sa limite nordique de répartition, survit essentiellement sous la forme de clones prostrés individuels ou regroupés en formation (krummholz), dont plusieurs sont centenaires ou millénaires. Par le recours à l'analyse dendro-architecturale, ils ont pu déterminer que leur développement semble redevable à la capacité de "clonage" de l'épinette noire associée au marcottage. Les conditions hivernales semblent favoriser le marcottage par l'intermédiaire de la réitération adaptative reliée à la dédifférentiation des axes en croissance. Puisque les branches inférieures sont maintenues près de la surface du sol, prêtes à être enfouies par la litière, il s'ensuit la production de racines adventives qui favorisent l'autonomie physiologique des marcottes.

    Donc pas de reproduction asexuée, pas de "brassage des cartes", sous conditions subarctiques et arctiques de forte exposition nivéo-éolienne. N'est-ce pas là un indice de la moindre exposition des conifères à la sélection naturelle et donc à l'évoluti

  • Sylvain Auclair - Abonné 20 décembre 2012 09 h 37

    Pas d'évolution

    J'ai toujours un peu de difficultés quand un texte mentionne que telle plante ou tel animal n'a pas changé depuis des millions d'années. En fait certains des ancêtres des conifères actuels se sont reproduits plus ou moins à l'identique, et certains ont changé... pour donner toutes les autres plantes.
    De la même manière, on ne peut pas dire que les dinosaures n'existent plus. Ils ont perduré, et on les appelle aujourd'hui... les oiseaux.