De nouvelles recherches montrent que cette espèce de fougère fourchue, appelée Tmesipteris oblanceolata, possède un génome – l’ensemble des informations génétiques d’un organisme – 7 % plus grand que celui du précédent détenteur du record, la plante à fleurs japonaise Paris japonica, et plus de 50 fois plus grand que le génome humain.
La mesure de la taille du génome était le nombre de paires de bases, les unités fondamentales de l’ADN, dans les noyaux cellulaires d’un organisme. Si elle était étirée comme une pelote de laine, la longueur de l’ADN dans chaque cellule de cette fougère atteindrait près de 106 mètres, soit une hauteur supérieure à celle de la statue de la Liberté de New York, de la tour de l’horloge de Big Ben à Londres ou du Taj Mahal en Inde. Le génome humain, quant à lui, ne dépasserait pas 2 mètres.
La fougère pousse principalement sur le sol ou sur des troncs d’arbres tombés au sol en Nouvelle-Calédonie et sur des îles voisines comme le Vanutu.
« Nous pouvons vous dire que cette espèce n’est pas très voyante. Il s’agit d’une petite plante, d’une hauteur typique de 10 à 15 centimètres, qui peut facilement passer inaperçue pour quiconque ne la cherche pas spécifiquement », a déclaré le biologiste évolutionniste Jaume Pellicer, de l’Institut botanique de Barcelone (IBB), coauteur principal de l’étude publiée dans la revue iScience.
Les spécimens utilisés dans l’étude ont été collectés l’année dernière sur l’île de Grande Terre en Nouvelle-Calédonie. Ses structures ressemblant à des feuilles sont plutôt des tiges aplaties. Elle appartient à une famille de fougères dont la lignée évolutive s’est séparée des autres fougères il y a environ 350 millions d’années, soit environ 120 millions d’années avant l’apparition des dinosaures.
« Nous pensons que le génome de Tmesipteris oblanceolata est si grand non pas en raison d’un avantage évolutif, mais simplement parce que, pour une raison que nous ne connaissons pas encore, il n’a pas réussi, au fil du temps, à éliminer efficacement les séquences d’ADN non fonctionnelles ou redondantes », a déclaré M. Pellicer.
L’ADN, qui porte l’information génétique d’un organisme, est composé de deux brins liés qui s’enroulent l’un autour de l’autre selon une forme appelée double hélice, qui ressemble à une échelle torsadée. Les paires de bases constituent les barreaux de l’échelle.
Des conséquences multiples
La taille du génome a de multiples conséquences. Par exemple, les génomes plus grands nécessitent plus de ressources pour la réplication, la réparation et la transcription de l’ADN – un processus qu’une cellule utilise pour fabriquer les protéines dont un organisme a besoin pour fonctionner.
« Cette demande accrue peut peser sur les ressources énergétiques et nutritives de la plante, qui pourraient autrement être utilisées pour la croissance, la reproduction et les réponses au stress », a déclaré Oriane Hidalgo, biologiste évolutionniste à l’IBB et coauteur principal de l’étude.
Des génomes plus gros nécessitent des cellules plus grandes pour les abriter et prennent plus de temps pour répliquer l’ADN, ce qui ralentit la division cellulaire qui sous-tend la croissance. Cela pourrait réduire la capacité d’une espèce végétale à rivaliser pour la lumière, l’eau et les nutriments, ce qui la rendrait plus limitée sur le plan écologique, a déclaré Mme Hidalgo.
Les scientifiques ont évalué la taille du génome d’environ 20 000 organismes possédant des noyaux clairement définis, les grands génomes étant l’exception plutôt que la règle.
« La taille du génome est une caractéristique importante de la biodiversité, car il a été démontré qu’elle joue un rôle dans la manière, le lieu et le moment où une plante est capable de croître et de rivaliser, et de répondre aux défis environnementaux tels que le changement climatique et la pollution », a déclaré Ilia Leitch, phytogénéticienne aux Jardins botaniques royaux de Kew, à Londres et coauteure de l’étude.
