1. Introduction

C’était, il y a au moins 130 millions d’années, à l’ère du Crétacé inférieur. Quelque part sur l’un des continents qui avaient commencé leur dérive 300 millions d’années plus tôt, alors que faune et flore avaient d’ores et déjà colonisé la Pangée, la première fleur apparaissait. Elle est la fleur « mère », à l’origine des quelque 400 000 espèces différentes de fleurs actuelles.

Cette fleur primaire est aussi la source d’une grande partie de la flore présente sur Terre, les plantes à fleurs étant à l’heure actuelle largement majoritaires dans le monde végétal (90% de l’ensemble du monde floral) : « Elle s’est répandue sous des centaines de milliers de formes, sur chaque parcelle de continent ; aux portes des déserts, dans les creux des rochers de montagne, elle colore le monde et nourrit l’humanité » (p. 7).

Avant la fleur, et son arc-en-ciel de couleurs et de senteurs, le monde végétal était quasiment monochrome, entre vert sombre et marron, et n’offrait que de rares parfums. C’est bien la fleur qui a permis à la Terre de se colorer et de s’odorer quasiment à l’infini. Les plantes à fleurs, au-delà d’agrémenter le monde, ont, par ailleurs, d’autres vertus essentielles : grâce à leurs graines, feuilles, tubercules, fruits et légumes, elles nourrissent les animaux depuis leur apparition et, plus tard, à l’échelle de la vie, les humains. Ce qui questionne pourtant la communauté scientifique depuis le début des recherches sur les fleurs, il y a 200 ans, reste le pourquoi de son apparition à ce moment-là, alors que le monde végétal avait jusqu’alors vécu, et s’était développé, sans elle. « Alors, pourquoi le monde s’est-il offert des fleurs ? » se demande l’auteur.

C’est une question que Charles Darwin se posait déjà au XIXe siècle. Un point clef de la compréhension de l’évolution, puisque la sélection naturelle les a privilégiées au point que les fleurs sont devenues largement prédominantes dans le monde qui nous entoure.

2. À l’origine des fleurs, les plantes

Les premières plantes étaient des algues vertes unicellulaires, apparues sous l’eau et déjà capables de réaliser la photosynthèse. « Cette nouvelle forme de vie est apparue lorsqu’un organisme, encore inapte à exploiter l’énergie lumineuse, a englobé un microbe qui avait réussi cette prouesse (ce microbe était une bactérie photosynthétique appelée ‘’cyanobactérie’’) » (p.11).

Cette bactérie était donc capable de transformer l’énergie lumineuse des photons en énergie chimique, stockée dans des molécules, laquelle sera utilisée par la plante et le reste du vivant (lorsqu’il mange la plante). La fusion de ces deux organismes a ainsi pu créer la première algue verte à une seule cellule, il y un milliard d’années. Cette algue primitive a petit à petit colonisé le monde sous-marin, des mers, des rivières et des lacs. Ces algues vertes colonisatrices tout autour du globe ont permis la production d’une quantité de plus en plus grande d’oxygène sur Terre.

Et comme le rappelle l’auteur, la vie terrestre a aussi dû s’adapter à cette augmentation d’oxygène, une molécule oxydante dangereuse à l’origine. Les algues vertes sous-marines se sont, au fil du temps, complexifiées, devenant ainsi des algues multicellulaires. Celles-ci ont évolué à leur tour, ce qui a permis à certaines d’entre elles de « sortir » de l’eau, voilà environ 450 millions d’années, pour devenir des algues « terrestres », des mousses vraisemblablement, qui avaient toujours besoin de beaucoup d’eau pour se développer et se reproduire. Ces mousses ont elles-mêmes évolué pour faire apparaître les fougères (400 millions d’années) avec la particularité d’être moins sensibles au manque d’eau, grâce à leur protection, la cuticule.

Ces fougères ont été aussi les premiers végétaux à développer un système racinaire. Il y a 300 millions d’années, un nouveau groupe de plantes a émergé, les gymnospermes, les plantes à graines, à l’instar du pin ou du Gingko biloba, deux « fossiles vivants » des plantes à fleurs.

3. Pourquoi les plantes à fleurs sont-elles survenues ?

L’apparition des plantes à fleurs, quelque 300 millions d’années après les premières plantes, reste un mystère. Dès le XIXe siècle, le « père » de la théorie de l’évolution Charles Darwin s’était déjà penché sur le cas des gymnospermes et des plantes à fleurs, qu’elles soient fossiles ou encore bien présentes.

« Mais il ne trouvait nulle trace de plantes intermédiaires qui pourraient aider à retracer le chemin progressif, suivi par l’évolution, pour créer deux grands groupes de plantes à partir de leur ancêtre commun » (p.25). Pour Darwin, ce « gap » intermédiaire n’était pas la seule question à laquelle il ne pouvait répondre. Il n’avait pas, non plus, d’explications quant à la diversification très rapide et à l’adaptabilité exceptionnelle de ces plantes à fleurs.

Aujourd’hui encore, le mystère reste entier, comme le confesse le scientifique du XXIe siècle : « Les fleurs existent parce qu’elles existent » (p. 56). Elles ne sont pas apparues pour nourrir les insectes, aider les plantes à se reproduire, rendre le monde plus beau – ou par la grâce de Dieu – mais bien au gré de l’évolution. L’apparition des fleurs, il y a 130 millions d’années, a procuré de tels bénéfices aux végétaux qui les portaient que ceux-ci ont prospéré, ont colonisé la planète, des tropiques aux déserts les plus arides, et se sont diversifiées, pour devenir les végétaux dominants d’aujourd’hui.

Depuis une trentaine d’années, et le développement de la génétique, les études se démultiplient pour tenter de percer le mystère de leur apparition : la gueule de loup, l’arabette des dames, en particulier, mais aussi le gerbera, le pétunia, le tabac ou même le riz et le maïs…

Comprendre les spécificités de leurs fleurs, de la vie de leurs fleurs, leurs gènes et leur mutation, reste le grand défi actuel des scientifiques pour tenter de découvrir pourquoi et comment les fleurs ont « vu le jour » à ce moment-là de l’évolution terrestre. Même leur datation est depuis peu remise en question.

4. Qu’est-ce qui fait fleurir les plantes ?

Pour les non-scientifiques, cela peut paraître une question absurde, tant nous avons l’habitude de voir les floraisons au fil des saisons. Mais pour la communauté scientifique, c’est bien une épineuse question à laquelle ont tenté de répondre plusieurs générations de spécialistes. L’explication la plus communément partagée est que la floraison est le plus efficace moyen de reproduction.

« Les plantes se reproduisaient avant la fleur, mais un chemin de l’évolution les a amenées sur cette voie et cela a favorisé leur succès » (p.148). Si l’on ne connaît pas encore véritablement le pourquoi, les scientifiques comprennent de mieux en mieux le comment. Fleurir, c’est donc un moyen d’assurer une descendance. Mais pour cela, les fleurs d’une même espèce doivent fleurir en synchronicité avec leurs congénères afin que la reproduction ait lieu.

Fleurir au « bon moment » est également essentiel pour assurer à la graine le temps de germer dans de bonnes conditions. La floraison dépend de conditions tant internes qu’externes selon les espèces, qui les font fleurir au bout de quelques semaines, mois ou années, ou au gré de la saisonnalité. Mais comme le précise le scientifique, « les plantes n’ont pas de calendrier » ; alors comment se repèrent-elles dans l’espace-temps ? Température ambiante, durée du jour, activité des insectes représentent autant de « signaux » sur lesquels les plantes se fondent pour « lancer » la floraison. Les deux derniers siècles d’études ont démontré, non sans mal, que les feuilles d’une plante sont capables de « percevoir » la longueur du jour et de la nuit.

Et qu’à partir de ce « ressenti », à un moment donné, les feuilles lancent le processus de synthétisation du florigène, substance transportée vers la tige grâce à la sève, déclencheur de la floraison. Ces signaux jour-nuit, invariables d’une année sur l’autre, sont, pour les plantes, bien plus fiables que la seule température ambiante, beaucoup plus fluctuante. Cela permet aux plantes à fleurs de fleurir ainsi chaque année, à peu près, aux mêmes dates…

5. Les stratégies très « rusées » des fleurs

Pour se reproduire, le meilleur vecteur des fleurs est bien évidemment les insectes. Elles se trouvent, grâce à eux, bien moins tributaires du vent, à l’instar des conifères. « Les plantes à fleurs, elles, exploitent les insectes et c’est bien là une grande partie de leur génie : les insectes circulent inlassablement, de l’une à l’autre » (p. 32).

Pollens et pistils sont prélevés et déposés par ces miraculeux messagers, des centaines de grains qui voyagent ainsi, de façon incessante, d’une fleur à l’autre.

Mais pour attirer ces insectes pollinisateurs, les fleurs doivent faire preuve de stratégies de « séduction ». La fleur leur facilite le « repérage » grâce à son parfum, afin qu’ils reviennent toujours et encore, et elle les récompense en les nourrissant de pollen et de nectar.

Certaines fleurs se sont, elles, dotées d’une odeur pestilentielle pour « séduire » des insectes spécifiques, tels que les coléoptères charognards, comme c’est le cas de l’Arum titan, ou la plante parasite, Raflesia arnoldii, toutes deux de Sumatra. La senteur n’est pourtant pas le seul appât très efficace dont dispose la fleur. Les couleurs des pétales, associées à leurs formes, forment un duo de choix adapté à la vision de certains insectes…

Des découvertes toutes récentes, datant de 2018, montrent que d’autres insectes peuvent être sensibles à la température d’une fleur. Les bourdons sont, en effet, capables d’identifier un motif à la surface d’une fleur en fonction de sa « signature thermique ». Et cette capacité de séduction n’a pas de limites chez les plantes à fleurs. Certaines plantes sont composées d’une multitude de petites fleurs qui ressemblent, de loin, à une grosse fleur, comme c’est le cas des tournesols, artichauts, marguerites, ou edelweiss.

Mais, d’après l’auteur, la palme revient aux orchidées, des « professionnelles de la séduction ». Une plante, avec des fleurs d’une variété extraordinaire, qui compte plusieurs dizaines de milliers d’espèces susceptibles d’attirer à elles seules plus que toutes les espèces d’oiseaux et de mammifères réunis.

6. Conclusion

Les plantes à fleurs restent, pour la communauté scientifique, un « abominable mystère » (p.213), malgré la multitude de recherches menées depuis maintenant deux siècles. La première énigme florale concerne l’apparition de la première fleur. Pourquoi la fleur a-t-elle éclos ? Pourquoi s’est-elle autant et si rapidement diversifiée ? Même le pape de l’évolution Darwin y a « perdu son latin »…

La datation a refait récemment débat, à l’automne 2018 avec la publication d’un article dans le journal scientifique eLife : des fossiles, datés de 174 millions d’années, ont été trouvés en Chine, d’un type nouveau de plantes à fleurs, contemporaines des dinosaures du jurassique inférieur. Sont-elles un chaînon manquant dans l’évolution des plantes vers les plantes à fleurs ? une impasse de l’évolution ? Une trace de fleur, indépendante de celle que nous connaissons, qui n’aurait pas produit de descendants ?

7. Zone critique

Cela fait près de 15 ans qu’’il n’y avait pas eu d’ouvrage de vulgarisation scientifique sur l’évolution des fleurs. En 2006, deux botanistes français, Christian Bock et Marcel Bournérias, avaient publié chez Belin Le Génie des végétaux dans lequel ils racontaient cette fabuleuse et surprenante histoire.

L’Histoire secrète des fleurs, parue en 2019 dans la collection « Comment a-t-on su ? » dirigée par le physicien Etienne Klein, est dans cette grande lignée des livres de vulgarisation scientifique. Présentant les recherches de ses illustres prédécesseurs, mais également des études les plus récentes, François Parcy permet aux néophytes de s’émerveiller tout en apprenant.

8. Pour aller plus loin

Ouvrage recensé– François Parcy, L’Histoire secrète des fleurs, Paris, humenSciences, coll. « Comment a-t-on su ? », 2019.

Autre piste– Alain Riazuelo, Pourquoi la Terre est ronde ?, Paris, humenSciences, coll. « Comment a-t-on su ? », 2019.