Vous avez déjà fait pousser des carottes pour vous désespérer de ne pas les voir fleurir? N'accusez pas trop vite votre manque de main verte: les carottes, comme les betteraves et bien d'autres plantes ne fleurissent pas tant que l'hiver n'est pas venu. Une période de froid prolongé leur signale de fleurir rapidement quand le printemps est là, ce qui leur donne une longueur d'avance dans la grande course à la germination. On appelle ce processus la vernalisation, cet équivalent de la puberté chez les plantes qui les fait passer du stade végétatif au stade reproductif entre les saisons. Selon les scientifiques, la vernalisation permet aux plantes de coloniser de nouvelles niches en stockant l'énergie pendant l'hiver histoire de démarrer leur floraison au plus vite avant de subir l'ombre ou l'invasion de concurrentes.
Mais la baisse des températures n'est pas toujours requise. Dans les années 1930, deux scientifiques britanniques allaient découvrir que des plantes de la famille des graminées, comme le seigle ou le blé, s'en remettaient plutôt à la brièveté du jour pour déterminer la saison hivernale. Une voie de vernalisation alternative dépendant du lieu d'origine des plantes. Dans les climats chauds, l'ensoleillement est une meilleure indication du changement de saison que les températures. À l'inverse, dans les régions les plus froides, les plantes ont tout intérêt à attendre les toutes dernières gelées avant d'investir de l'énergie pour de vulnérables fleurs.
Sauf que personne ne connaissait jusqu'ici les détails intimes du phénomène.
C'est désormais chose faite avec une étude menée par Richard Amasino et ses collègues affiliés notamment à l'université du Wisconsin-Madison. Un travail portant sur des variétés de Brachypodium distachyon, un organisme modèle en biologie végétale, et montrant qu'une seule lettre d'un seul gène, l'allèle FTL9 du gène FT, est impliquée dans leur vernalisation. Sur les 51 variétés étudiées, 40 s'en remettaient à la brièveté du jour pour «sentir» l'hiver, ce qui a mis les chercheurs sur la piste d'une variation de ce trait. «Là où il y a de la variation, vous pouvez faire de la génétique», commente Amasino, par ailleurs co-découvreur des gènes de la vernalisation chez l'Arabette des dames, une petite annuelle de la famille des choux (Brassicaceae).
Chez la plupart des plantes, la protéine dite «florigène» que code le gène FT induit la floraison lorsque les journées s'allongent. Les graminées possèdent plusieurs copies de ce gène grâce à une duplication ancestrale dans leur génome et ce qu'ont découvert Amasino et son équipe, c'est qu'une de ces quatorze copies en est venue à s'exprimer exclusivement durant l'hiver et à offrir aux végétaux une nouvelle manière de se préparer à la reproduction.
Selon Amasino et ses collègues, FTL9 a évolué pour agir à peu près comme un antagoniste de son gène parent. Alors que le florigène s'accumule dans les feuilles pendant les longues journées printanières et estivales pour provoquer la floraison, FTL9 le fait pour sa part pendant les courtes journées d'hiver. Et alors qu'une certaine quantité de florigène rend la floraison inévitable, FTL9 lui cède la place quand le printemps pointe le bout de son nez.
Mieux comprendre comment l'évolution a permis aux plantes de détecter la fin de l'hiver pourrait aider les scientifiques à relever bien des défis agricoles posés par le changement climatique, car les végétaux dotés de gènes s'en remettant au soleil pour leur vernalisation sauront toujours quand le printemps arrive, même si les températures hivernales ne sont plus qu'un lointain souvenir.
