Un fossile vieux de 18,5 millions d’années découvert au Panama fournit la preuve d’une nouvelle espèce et est le plus ancien exemple fiable d’une vigne ligneuse grimpante connue sous le nom de liane de la famille des savonniers. La découverte met en lumière l’évolution des plantes grimpantes.
La nouvelle espèce, nommée Ampelorhiza heteroxylon, appartient à un groupe diversifié de lianes tropicales appelées Paullinieae, au sein de la famille des sapins (Sapindaceae). Plus de 475 espèces de Paullinieae vivent aujourd’hui sous les tropiques.
Les chercheurs ont identifié les espèces à partir de racines fossilisées qui ont révélé des caractéristiques connues pour être uniques au bois des vignes grimpantes modernes, des adaptations qui leur permettent de se tordre, de grandir et de grimper.
L’étude «L’escalade depuis le début du Miocène: les archives fossiles des Paullinieae (Sapindaceae)» a été publiée le 7 avril dans la revue PLOS ONE.
«C’est la preuve que les lianes créent du bois inhabituel, même dans leurs racines, il y a 18 millions d’années», a déclaré l’anatomiste du bois Joyce Chery ’13, professeure adjointe de recherche à la School of Integrative Plant Science, Plant Biology Section. au College of Agriculture and Life Sciences, et un auteur correspondant de l’article.
«Avant cette découverte, nous ne savions presque rien sur quand et où ces lianes ont évolué ou à quelle vitesse elles se sont diversifiées», a déclaré le premier auteur Nathan Jud, professeur adjoint de biologie végétale au William Jewell College et ancien chercheur postdoctoral de Cornell.
Le Panama était une péninsule il y a 18,5 à 19 millions d’années, un paysage volcanique couvert de forêt tropicale en Amérique du Nord et séparé de l’Amérique du Sud par une voie maritime d’Amérique centrale. Alors que ces forêts contenaient des animaux nord-américains, les plantes descendaient principalement de plantes tropicales d’Amérique du Sud qui s’étaient dispersées à travers la voie maritime, a déclaré Jud.
«Le fossile que nous avons décrit est le macrofossile le plus ancien de ces vignes», a-t-il dit, «et ils faisaient partie des plantes qui sont arrivées en Amérique du Nord bien avant le grand échange biotique américain lorsque de grands animaux se déplaçaient entre les continents il y a environ 3 millions d’années. “
Dans l’étude, les chercheurs ont fait de fines tranches du fossile, examiné les dispositions et les dimensions des tissus et des vaisseaux conducteurs d’eau sous un microscope et créé une base de données de toutes les caractéristiques. Ils ont ensuite étudié la littérature pour voir comment ces caractéristiques correspondaient aux archives vivantes et fossiles des plantes.
“Nous avons pu dire que cela ressemble vraiment à un fossile du groupe des Paullinieae, étant donné les caractéristiques anatomiques similaires aux espèces qui vivent aujourd’hui”, a déclaré Chery.
Au cours de leurs analyses, les chercheurs ont identifié des traits caractéristiques des lianes. La plupart des arbres et arbustes ont des tissus conducteurs d’eau (qui transportent l’eau et les minéraux des racines aux feuilles) qui sont tous à peu près de la même taille lorsqu’ils sont vus en coupe transversale; dans la vigne, ces conduits se déclinent en deux tailles, grande et petite, c’est exactement ce que les chercheurs ont découvert dans le fossile.
«C’est une caractéristique assez spécifique aux vignes de toutes sortes de familles», a déclaré Chery.
Les deux tailles de cuve fournissent une assurance pour une usine de torsion et de courbure, car les grands récipients fournissent un débit d’eau suffisant, mais sont également vulnérables à l’effondrement et développent des cavités qui perturbent l’écoulement. La série de navires plus petits offre un système de transport d’eau de secours moins vulnérable, a déclaré Chery.
En outre, les sections transversales du bois dans les arbres et les arbustes sont circulaires, mais dans le fossile et dans de nombreuses vignes vivantes, ces sections transversales sont plutôt irrégulières et lobées.
Troisièmement, sur les parois de ces vaisseaux vasculaires, ils ont trouvé de longues perforations horizontales qui permettent à l’eau de s’écouler dans des directions latérales. C’est une caractéristique distinctive des lianes de la famille des baies de savon, a déclaré Chery.
Dans les travaux futurs, maintenant qu’ils peuvent placer les lianes de Sapindaceae il y a 18,5 millions d’années, les chercheurs ont l’intention de poursuivre leurs recherches sur l’histoire évolutive et la diversification de cette famille. Chery prévoit également d’étudier comment le bois a évolué dans ce groupe de vignes, notamment en identifiant les gènes qui contribuent aux tiges en forme de lobe.
L’étude a été en partie financée par la National Science Foundation.
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