Depuis plus d’une décennie, divers exemples ont déjà été décrits chez d’autres plantes, mais ils portaient essentiellement sur des transferts liés aux gènes de la mitochondrie, cette usine énergétique de la cellule, ou à des interactions avec des parasites. Le génome des plantes est également bourré d’éléments transposables, qui circulent entre elles. Mais ils sont généralement silencieux, c’est-à-dire qu’ils n’ont pas de fonction connue.

Lire aussi: «Les plantes sont beaucoup plus intelligentes que les animaux»

Chez les plantes, il se confirme que ce transfert horizontal est lui aussi à l’œuvre, comme l’illustre une étude publiée le 18 février dans PNAS et portant sur une graminée, Alloteropsis semialata, qui a une vaste répartition en Afrique, Asie et Australie. Un mécanisme opportuniste, qui lui offre un raccourci pour bénéficier de millions d’années de raffinements évolutifs.

Ce n’est pas le cas chez Alloteropsis semialata. «La comparaison de son génome nucléaire avec celui de 146 autres graminées a montré que sur un total de 22 043 gènes, 59 gènes avaient été acquis latéralement, provenant au minimum de 9 espèces donneuses», indique Pascal-Antoine Christin (Université de Sheffield), dernier auteur de l’étude.

Emprunts entre espèces

Et pour plus de la moitié d’entre eux, ces gènes sont actifs. En 2012, la même équipe avait déjà montré que des transferts latéraux expliquaient l’acquisition par certaines espèces d’Alloteropsis d’un mécanisme de photosynthèse plus efficace, dit en C4, que la voie dite en C3 originelle. Cette amélioration avait en outre eu lieu au moins quatre fois de façon indépendante, à partir de plantes qui avaient divergé de cette graminée depuis au moins vingt millions d’années.

Lire aussi: Les plantes sont-elles des animaux comme les autres?

Pascal-Antoine Christin et ses collègues sont donc repartis d’un plant australien pour élargir la recherche de transferts latéraux à d’autres gènes. Tout se passe comme si la diffusion de cette espèce, apparue il y a environ deux millions d’années en Afrique, s’était accompagnée d’emprunts auprès d’espèces déjà adaptées aux milieux plus récemment colonisés. «Dans tous les cas, le donneur et le receveur avaient évolué indépendamment pendant des dizaines de millions d’années avant les transferts», notent les chercheurs. Ces transferts fonctionnels ont ajouté des innovations au bagage génétique d’Alloteropsis, notamment plusieurs moyens de résistance à des maladies, au stress lié à un changement d’environnement, en plus des gènes améliorant la photosynthèse déjà décrits.

L’abondance des transferts de gènes fonctionnels montre que ce processus a probablement des conséquences pour l’adaptation des plantes. A. semialata n’est pas un cas unique: l’équipe a aussi découvert des transferts horizontaux de gènes chez d’autres genres de plantes. Cela ne pourrait être que «la pointe émergée de l’iceberg», avancent les chercheurs.

Mécanisme inconnu

Reste à découvrir le mécanisme précis de ces transferts, qui demeure mystérieux. «Nous n’avons pas de preuve de la façon dont cela se déroule, seulement des hypothèses», indique Guillaume Besnard, du laboratoire évolution et diversité biologique de Toulouse (CNRS-IRD), qui cosigne l’étude. «Cela pourrait passer par l’échange de pollens sur les stigmates [le capteur de pollen chez les plantes à fleurs], ou des contacts au niveau des rhizomes.» Parmi les vecteurs possibles, «il faudrait ajouter les champignons pathogènes et virus communs à ces graminées ainsi que les bactéries du sol qui pourraient entraîner des morceaux de séquence ADN», suggère Henri Darmency (INRA Dijon).

«J’ai beaucoup aimé ce travail, qui permet de passer d’anecdotes sur quelques gènes à une vision plus large du phénomène», commente Hervé Philippe, de la station d’écologie théorique et expérimentale (CNRS) de Moulis. «J’ai seulement des réserves sur sa généralité. Il est possible que ce ne soit pas représentatif de ce qui se passe chez l’ensemble des plantes à fleurs. En tout cas, il y a des ordres de grandeur différents entre sa fréquence chez les bactéries et les plantes.» L’équipe de Sheffield a déjà commencé à explorer les génomes de plantes cultivées, et de milliers d’autres graminées, pour voir si elles sont aussi concernées.

La question des OGM

Même si ces événements sont apparemment «très rares» (59 gènes sur 22 000), note Guillaume Besnard, «il y a un réel enjeu à étudier la possibilité qu’il[s] intervienne[nt] à partir de plantes génétiquement modifiées, qui pourraient céder leurs traits à d’autres végétaux». «La question est d’autant plus légitime que ces transferts de gènes horizontaux sont l’une des causes des multirésistances observées chez les bactéries», souligne Hervé Philippe.

Quid par exemple de la résistance au glyphosate ou au glufosinate observée, notamment aux Etats-Unis, chez des mauvaises herbes dans les champs d’OGM conçus pour tolérer ces herbicides? Pour le glyphosate, répond Henri Darmency, les mutations identifiées «excluent un transfert de gènes horizontal». Idem pour le ray-grass anglais face au glufosinate. Mais «s’agissant d’une molécule proche d’un antibiotique», c’est plutôt du côté d’un tel transfert depuis des bactéries du sol qu’il faudrait enquêter dans le cas de la résistance de l’éleusine des Indes, dont le mécanisme n’est pas encore identifié, estime-t-il.