Les palmiers doum du genre Hyphaene sont reconnaissables à leur silhouette souvent spectaculaire: contrairement à la plupart des palmiers, certaines espèces développent des ramifications aériennes, leur tronc se divisant en plusieurs branches. Présents principalement dans les régions arides et semi-arides d’Afrique continentale et de Madagascar, avec une espèce en Inde, ils jouent également un rôle important dans la vie quotidienne de nombreuses populations, qui les utilisent pour l’alimentation, les fibres, la construction ou encore la médecine.
Pourtant, leur diversité reste difficile à comprendre. La dernière révision taxonomique d’ampleur du genre remonte aux travaux du botaniste italien Odoardo Beccari, publiés au début du XXe siècle. Depuis, plusieurs espèces ont été décrites ou réévaluées, mais certaines restent encore très mal connues. C’est dans ce contexte qu’a été lancé en 2015 le projet Hyphaene, avec une approche combinant taxonomie, anatomie, écologie, ethnobotanique, génétique des populations et phylogénie.
Cette nouvelle recherche, publiée par nos scientifiques dans le Botanical Journal of the Linnean Society, utilise les dernières avancées de la génomique pour préciser les relations entre les espèces et mieux comprendre les mécanismes qui ont façonné leur diversification.
Une large diversité d’échantillons
H. dichotoma (1908) - K001795245
|© KewL’étude repose sur l’analyse d’échantillons représentant sept des huit espèces actuellement connues. Cet échantillonnage provient à la fois de populations sauvages échantillonnées dans huit pays africains durant les missions de terrain réalisées dans le cadre du projet Hyphaene, ainsi que d’individus issus de graines récoltées dans la nature et conservés dans des collections vivantes de jardins botaniques, dont le nôtre, et des spécimens de notre herbier et d’autres collections internationales.
Les collections des jardins botaniques constituent ainsi une ressource essentielle pour la recherche. Elles permettent entre autres de compléter les collectes de terrain lorsque certaines espèces sont difficiles à retrouver ou à échantillonner. Dans le cas de H. dichotoma, l’analyse génomique a même pu s’appuyer sur un spécimen d’herbier collecté en 1908, conservé à Kew.
La génétique au service de la compréhension
Phylogénie du genre Hyphaene
Les échantillons ont été analysés dans notre PhyloLab à l’aide de méthodes de génomique ciblée. Plutôt que de se limiter à quelques marqueurs de l’ADN, l’analyse a porté sur des centaines de gènes, ciblés grâce au kit PhyloPalm, spécifiquement conçu pour identifier les variations de séquence entre les individus de la famille des Arecaceae. Au total, 832 gènes nucléaires ont été étudiés et 1’337 variations ponctuelles de l’ADN (Single Nucleotide Polymorphism) retenues pour les analyses.
Cette richesse de données permet de comparer avec précision les individus et les populations. Les analyses de génétique des populations distinguent ainsi cinq espèces comme des groupes génétiquement bien séparés, confirmant globalement les limites taxonomiques actuelles. Elles mettent également en évidence un faible taux d’hybridation entre les espèces de Hyphaene.
«Les échanges de gènes restent ainsi limités», explique notre Adjointe scientifique Camille Christe. «Ils s’expliqueraient par une stérilité partielle ou une faible survie des hybrides, qui empêcheraient la circulation massive des gènes entre les espèces».
Une ramification apparue une seule fois
H. compressa (Kenya)
|© Mark HydeL’étude apporte également une réponse à une question évolutive restée ouverte: la ramification des branches aériennes caractéristique de certains Hyphaene serait apparue une seule fois au cours de l’évolution du genre. Les espèces qui présentent ce type de croissance rare chez les palmiers appartiennent ainsi à une même lignée, distincte de celles qui ont un tronc généralement non ramifié.
«Nous pensons que cette architecture particulière pourrait être une adaptation aux environnements arides et à la pression des herbivores» explique notre Conservateur et palmologue Fred Stauffer. «La présence de plusieurs points de croissance et de plusieurs couronnes de feuilles pourrait offrir un avantage dans ces conditions difficiles. Cette hypothèse reste à tester, mais elle apporte une nouvelle piste pour comprendre l’évolution de cette forme de croissance unique chez les palmiers.»
Hyphaene Gaertn.
Une histoire évolutive liée aux transformations du climat africain
La datation moléculaire permet de replacer cette diversification dans l’histoire environnementale du continent. Les Hyphaene actuels auraient commencé à se diversifier il y a environ 26 millions d’années, tandis que la plupart des espèces actuelles se seraient différenciées au début du Miocène, entre 22 et 19 millions d’années. Nos scientifiques mettent ces étapes en relation avec les transformations successives des paysages africains: expansion des forêts, fragmentation des habitats arides, puis intensification progressive de l’aridification.
Cette histoire pourrait ainsi expliquer pourquoi les différentes espèces occupent aujourd’hui des régions parfois très éloignées les unes des autres.
Et comment ce palmier est-il arrivé en Inde ?
H. dichotoma (Fairchild Tropical Botanical Garden)
Le cas de H. dichotoma (palmier doum Indien) reste particulièrement intrigant. L’analyse estime à environ 11 millions d’années la divergence entre cette espèce indienne et H. compressa (palmier doum d’Afrique de l’Est). À cette époque, des formations de savane reliaient encore l’Afrique et le nord de l’Inde.
«Il est possible que ce palmier ait pu atteindre naturellement l’Inde, par dispersion à longue distance ou en suivant un corridor côtier continu, plutôt que d’y avoir été introduit récemment par l’être humain. Mais nous n’avons pu étudier qu’un seul échantillon d’herbier et cela ne permet pas de tirer des conclusions définitives», précise Camille Christe.
Du genre Hyphaene à la diversité des palmiers africains
Artisanat réalisé à partir de H. compressa
Grâce à l’évolution des méthodes scientifiques, nous continuons d’approfondir nos connaissances sur les palmiers doum – palmiers du genre Hyphaene. Ce travail contribue plus largement à mieux comprendre la diversité des Arecaceae, leur histoire et les relations que les sociétés entretiennent avec ces plantes. C’est dans cette perspective que s’inscrit notamment Multipalms, qui élargit les recherches à plusieurs espèces de palmiers utiles d’Afrique de l’Ouest, y compris certaines espèces du genre Hyphaene, en associant génétique, écologie, conservation et ethnobotanique. De l’étude approfondie d’un genre à une meilleure compréhension de la diversité des palmiers africains, ces recherches permettent ainsi de mieux connaître ces plantes, mais aussi de réfléchir aux moyens de les conserver et de valoriser durablement leurs usages.
