Premières plantes sur la terre ferme

Le récit

Une terre sans verdure

Essaie d’imaginer un paysage avec des montagnes, des plaines, des fleuves et des déserts, mais sans un seul brin d’herbe, un buisson ou un arbre. Des roches nues, de la boue, du sable. Voilà comment étaient les continents pendant presque toute l’histoire de la Terre. La vie se trouvait dans les mers, dans les lacs et peut-être dans de fines pellicules de microbes sur les rives. Puis, il y a environ 475 millions d’années, quelque chose a commencé à changer : les premières plantes sont sorties de l’eau.

Les traces : des spores microscopiques

Les plus anciennes preuves de ces plantes ne sont ni des feuilles ni des troncs, mais de minuscules grains, les spores. Les spores sont de très petites cellules que les plantes sans graines utilisent pour se reproduire, comme le font aujourd’hui les mousses et les fougères. Elles ont une paroi extérieure très résistante, qui se conserve dans les roches pendant des centaines de millions d’années. Les plus anciennes spores généralement acceptées comme appartenant à des plantes terrestres ont environ 470 à 475 millions d’années et proviennent de roches de l’Ordovicien, en particulier du Moyen-Orient et d’Argentine. Elles ont une forme régulière et se trouvent par groupes de deux ou de quatre.

En 2003, dans des roches ordoviciennes d’Oman, une équipe de paléobotanistes a trouvé non seulement des spores isolées mais aussi de minuscules fragments de plantes avec les spores encore à l’intérieur. Pour les chercheurs, c’est la preuve que ces spores étaient bien produites par des plantes terrestres, peut-être semblables aux hépatiques, de petites plantes vertes sans racines qui poussent aujourd’hui sur les pierres humides. Quelles plantes précises c’étaient et comment elles étaient faites reste en grande partie un mystère : on n’a trouvé d’elles aucun fossile entier.

D’où elles viennent

Les scientifiques sont presque certains que les plantes terrestres descendent d’algues vertes d’eau douce, parentes de celles qui poussent encore aujourd’hui dans les étangs. En étudiant l’ADN, ils ont découvert que les plus proches parents vivants des plantes sont certains groupes d’algues vertes, comme les Zygnématophycées. Pour sortir de l’eau, ces algues ont dû affronter des problèmes nouveaux : ne pas se dessécher à l’air, supporter la forte lumière du Soleil sans le filtre de l’eau, rester debout sans la poussée de l’eau et trouver les sels minéraux dans le sol.

Les premières plantes terrestres ont résolu ces problèmes pas à pas. Elles ont développé une pellicule imperméable, la cuticule, pour ne pas perdre d’eau. Elles ont inventé les pores, les stomates, pour échanger des gaz avec l’air. Et elles ont créé une alliance avec les champignons : leurs racines primitives, ou de simples filaments, s’unissaient à des champignons du sol, qui leur apportaient de l’eau et des sels minéraux en échange de sucres. Cette collaboration existe encore aujourd’hui et concerne la grande majorité des plantes.

Les premières plantes entières

Les fossiles de plantes entières, avec des tiges et des capsules contenant les spores, apparaissent plus tard. Cooksonia, retrouvée en Irlande, au pays de Galles et ailleurs, vit au Silurien, il y a environ 430 millions d’années. Elle mesurait quelques centimètres de haut, formée de fines tiges qui se divisaient en deux, chacune avec une petite capsule au sommet. Elle n’avait ni feuilles ni vraies racines.

Un gisement exceptionnel est celui de Rhynie, en Écosse, découvert en 1912 par le géologue William Mackie. C’est une roche siliceuse, appelée chert, d’environ 407 millions d’années, formée par des sources chaudes qui ont enseveli de petits écosystèmes : les tiges de plantes, les champignons, les algues et les insectes y sont conservés dans les détails, jusqu’aux cellules. Il a montré pour la première fois comment était un écosystème terrestre à ses débuts.

Ensuite, en quelques dizaines de millions d’années, les plantes ont fait de grands progrès. Au Dévonien sont apparus les tissus renforcés par la lignine, une substance qui rend le bois rigide, les vaisseaux qui transportent l’eau, les premières vraies feuilles et les racines profondes. Il y a environ 385 millions d’années, dans des lieux comme Gilboa, dans l’État de New York, se sont formées les premières forêts, avec des arbres hauts de plusieurs mètres, comme Wattieza, semblable à une fougère arborescente ; peu après, dans des zones voisines comme Cairo, est apparu Archaeopteris, qui avait des feuilles semblables à celles d’une fougère mais un tronc de vrai bois.