Les tomates des îles Galápagos semblent évoluer à l'envers

Une découverte extraordinaire démontre que l'évolution n'est pas toujours linéaire : sous de fortes pressions environnementales, certaines plantes peuvent réactiver des gènes ancestraux désormais « oubliés »

Dans la nature, il arrive souvent que les plantes s'adaptent, se modifient et changent. Mais laisse-les revenir en arrière au fil du temps, en récupérant des caractéristiques génétiques très anciennes, c'est quelque chose de vraiment rare. Pourtant, c’est exactement ce qui se passe chez certaines espèces de tomates sauvages qui poussent à l’état sauvage parmi les roches volcaniques des îles Galápagos.

Une étude publiée dans la revue scientifique Communications naturelles par une équipe de chercheurs de l’Université de Californie à Riverside et de l’Institut des sciences Weizmann d’Israël, a documenté pour la première fois un processus évolutif « à rebours », observé en temps réel.

Tomates aux caractéristiques archaïques

Les chercheurs ont analysé 56 échantillons de tomates sauvages provenant de différentes zones de l'archipel, appartenant à l'espèce Solanum cheesmaniae Et Solanum galapagens. Leur objectif était d’étudier les alcaloïdes, composés chimiques toxiques qui servent de mécanisme de défense contre les herbivores et les parasites.

La découverte a été surprenante : dans les îles orientales plus anciennes et plus stables, les tomates produisaient des alcaloïdes similaires à ceux des tomates cultivées dans le reste du monde. Mais dans les îles occidentales, plus jeunes et géologiquement instables, les fruits contenaient une version beaucoup plus archaïque de ces composés chimiques, un peu comme ceux trouvés chez les parents préhistoriques de la tomate, comme certaines variétés sauvages d'aubergines.

Il ne s’agit pas d’un simple cas isolé : des populations végétales entières montrent des signes évidents de ce « retour vers le passé » génétique.

La clé réside dans une enzyme et très peu d’acides aminés

Grâce à des analyses approfondies en laboratoire, les scientifiques ont identifié une enzyme spécifique impliquée dans la production de ces alcaloïdes anciens. Le fait le plus incroyable ? Très peu de changements dans certains acides aminés ont suffi à « réactiver » cette ancienne version de l’enzyme.

Un véritable voyage génétique à rebours, qui ne dépend pas uniquement de mutations aléatoires, mais semble répondre à des pressions environnementales bien spécifiques. Les îles occidentales des Galápagos sont en effet 500 000 ans plus jeunes et offrent des conditions nettement plus difficiles : des sols pauvres, moins de végétation, des climats plus extrêmes.

Dans un contexte aussi hostile, le retour aux anciennes stratégies de défense aurait pu représenter un avantage évolutif. Pour cette raison, la mutation n’est pas restée isolée, mais s’est largement répandue, impliquant également d’autres gènes, dans un processus appelé atavisme génétique.

Cette « revue évolutive » n’est pas seulement fascinante d’un point de vue biologique. Cela peut également avoir d’importantes implications pratiques. Comme l’explique Adam Jozwiak, biochimiste moléculaire et auteur principal de l’étude :

Si vous modifiez seulement quelques acides aminés, vous pouvez obtenir des molécules complètement différentes. Ces connaissances pourraient nous aider à concevoir de nouveaux médicaments, à améliorer la résistance des plantes aux ravageurs ou à rendre les produits agricoles moins toxiques.

Mais d’abord, prévient le scientifique, il faut apprendre à bien comprendre comment fonctionne ce mécanisme naturel. Et cette recherche représente un premier pas fondamental dans cette direction.

Source : Nature Communications – UCR