L’évolution du monde végétal, tout au moins ce que l’on peut en savoir par l’étude comparative de la flore actuelle, croisée avec celle des flores fossiles, constitue un domaine immense de la recherche dans le champ de ce qu’il est convenu aujourd’hui de qualifier de « biodiversité ». La systématique morphologique classique y participe tout autant que, désormais, la phylogénie moléculaire, ainsi que la physiologie ou la biogéographie végétale. Bien entendu, la paléontologie du monde végétal, ou paléobotanique, est évidemment impliquée au premier chef, et c’est à elle que ce fascicule thématique est principalement consacré. Dans ce vaste domaine, nous avons voulu centrer l’attention sur quelques aspects contemporains de la recherche, sans prétendre, bien entendu, à une impossible exhaustivité.

Le présent fascicule thématique a pour origine le séminaire international consacré à la paléobotanique et à l’évolution du monde végétal, qui s’est déroulé au Collège de France les 23, 24 et 25 mai 2007, en mettant l’accent sur quelques problèmes d’actualité.

La paléobotanique, plus peut-être que l’étude – beaucoup plus médiatisée – des seuls vertébrés fossiles, invite volontiers à élargir la réflexion des évolutionnistes vers des perspectives paléoécologiques très intégratives. Relations plantes/animaux, influence des facteurs climatiques et géographiques, évolutions locales et globales des écosystèmes dans le temps et dans l’espace [19] constituent les prolongements naturels des travaux des paléobotanistes. C’est ainsi que l’idée du séminaire de mai 2007 trouve ses origines lointaines dans une réflexion sur les besoins alimentaires d’organismes aussi spectaculaires que les dinosaures végétariens, sauropodes et ornithischiens, et l’organisation corrélative des écosystèmes continentaux du Mésozoïque et leur évolution [15].

Il y a quelques décennies, la synthèse la plus puissante que l’on pouvait tirer d’une considération générale des données produites par la paléobotanique était sans doute l’image d’une « progression » assez fascinante concernant l’évolution de la reproduction dans le monde végétal.

En parcourant un cheminement un peu linéaire, on partait d’une condition présumée primitive, présente chez de nombreuses algues, où alternait une génération diploïde, le sporophyte, avec une génération haploïde, le gamétophyte. On voyait le système se modifier en « progressant » des bryophytes à génération gamétophytique dominante aux ptéridophytes essentiellement diploïdes, pour assister, chez les plantes dites supérieures, au triomphe final de la phase diploïde. On suivait là le fameux concept de « tendance évolutive » vers la protection de plus en plus poussée du gamète femelle et, partant, de l’oeuf. Selon les lignées, aussi bien actuelles que fossiles, on pouvait scander cette évolution générale, qui était aussi conquête des domaines continentaux terrestres, pour culminer enfin avec les plantes à fleur, où l’on retrouvait encore, triomphe de l’homologie, tous les éléments du gamétophyte femelle primitif dans les minuscules éléments concourant à la double fécondation et à la formation de la graine, retenus et alimentés par le sporophyte devenu « plante-mère ».

Ce beau « métarécit », comme diraient les philosophes postmodernes, avait logique et puissance, et sa perspective évolutionniste un peu linéaire et ascendante s’harmonisait parfaitement aux métarécits analogues qui étaient alors proposés concernant, par exemple, l’évolution et la « terrestrialisation » des arthropodes ou celle des vertébrés. On a même paralléllisé « inventions » de l’ovule chez les plantes à graines et de l’oeuf amniotique chez les vertébrés.

Comme on le constatera dans les travaux ici présentés, certaines perspectives ont considérablement évolué. Divers groupes systématiques traditionnels ont volé en éclats, à partir des années 1970, du fait de la réforme phylogénétique. La botanique a été moins prompte que la systématique des vertébrés ou des insectes à adopter la méthode cladistique, mais ce changement s’y est accompli, là comme ailleurs, avec bien des renversements de perspectives [7]. Beaucoup des groupes systématiques, autrefois considérés comme valides, se sont révélés comme poly- ou, au moins, comme paraphylétiques, donc comme sans grande pertinence vis-à-vis de l’apparentement phylogénétique réel entre les grands groupes naturels du monde végétal. Étrangement, certains regroupements, ou certaines divisions, ont au contraire résisté à l’analyse phylogénétique, témoignages éloquents de la pertinence d’analyses systématiques parfois fort anciennes [9].

Mais, au-delà de la phylogénie [20] et de la caractérisation des conditions paléoenvironnementales [14] en revisitant, notamment, la signification paléoécologique de l’anatomie et des modalités de croissance du bois [2] and [13] et taphonomiques [1] and [5], on a abordé ici l’étude de quelques grands problèmes. Grâce à de nombreuses nouvelles découvertes de terrain intervenues aux cours des deux dernières décennies, et à l’appropriation de nouvelles méthodes et techniques telles la biogéochimie et la chimio-taxonomie [12] and [21], de nouveaux questionnements et de nouvelles approches conceptuelles [6] and [22] ont été appliqués à l’étude des plantes fossiles.

Parmi ces grandes questions abordées ici, certaines retiennent spécialement l’attention du grand public, car elles touchent aux problèmes des origines. Origine et modalités de la « conquête » des milieux continentaux par les premières plantes terrestres, ce qui nous amène très « profond » (Silurien, Ordovicien, … voire même – maintenant - Cambrien ! [16]) dans le Paléozoïque. Origine ensuite, dès le Dévonien, des flores spécialisées et diversifiées s’installant dans des milieux variés, des rases tourbières de Rhynie aux premières véritables forêts : de très récentes découvertes permettent maintenant de comprendre les stratégies adaptatives à l’origine des formes arborescentes [3] and [11]. Au Carbonifère, on découvre en ce moment, grâce à de nouvelles approches techniques d’une grande finesse, que dans de véritables arbres, des associations de champignons microscopiques intracellulaires existaient déjà, contribuant activement aux processus de décomposition [8] et signant la coévolution de rameaux phylétiques variés au sein d’écosystèmes végétaux complexes [17]. Autre problème d’origine, cette fois beaucoup plus récent, celui des angiospermes ou plantes à fleur [18] au cours du Secondaire, une question en voie de renouvellement rapide. Autres points de vue et problèmes : les rapports entre géographie, couvert végétal, évolution de l’atmosphère terrestre et climats [4] and [10]. Nous sommes désormais habitués, en ces temps où le global change est à la mode, au point d’interpeller les politiques, à penser « effet de serre », puits à CO₂, déforestation, changements climatiques rapides, etc. Les perspectives à long terme offertes par l’approche paléobotanique sur tous ces problèmes maintenant d’actualité sont aussi fascinantes que fondamentales.

Sans pouvoir évoquer ici tous les thèmes traités, on aimerait faire remarquer, pour conclure, que sur les quelque 6,5 milliards d’hommes qui peuplent cette planète, l’humanité n’a été capable, jusqu’à présent, que de différencier une population de quelques centaines de paléobotanistes actuellement vivants, qui, au plan mondial, ont en charge de reconstituer la totalité de l’histoire de la flore terrestre, flore dont dépend, directement ou indirectement, la totalité de la vie du monde animal et humain ! Cela en dit long sur l’investissement réel en recherche fondamentale dont sont capables nos sociétés, hors problèmes urgents de santé publique. Souhaitons que la prise de conscience récente des décideurs politiques sur les enjeux de la biodiversité et de l’environnement favorise enfin la formation et le recrutement de nombreux jeunes naturalistes, en paléobotanique comme dans les autres domaines de la biodiversité présente et passée. La vie est un tout ; jusqu’à plus ample informé, cette planète est unique, notre avenir est dans un investissement massif dans tous les domaines de la connaissance scientifique : les connaissances « naturalistes » y conservent, plus que jamais, leur pertinence.

Nous sommes redevables, pour la réalisation de ce fascicule thématique, à la mobilisation, autour de Jean Broutin, de son équipe « Paléodiversité, systématique et évolution des Embryophytes » (UMR 5143), mais aussi à celle de toute la communauté nationale de spécialistes, à travers l’Organisation francophone de paléobotanique. Le caractère international de ce fascicule thématique est assuré par l’investissement de nos collègues britanniques au travers du Palaeobotany Specialist Group de la Linnean Society. De même, nos collègues belges ont bien voulu répondre également à l’appel, ainsi que d’éminents collègues venus d’Allemagne, d’Espagne, de Hollande, des États-Unis d’Amérique et de nombreux autres pays.

Nous remercions tous ces collègues, spécialistes reconnus, pour leur participation, et en particulier les membres du comité d’organisation réuni autour de Jean Broutin. Sans leur investissement enthousiaste, il nous aurait été impossible d’organiser seuls cette publication.

Nous dédions ce fascicule thématique de Palevol à la mémoire du Dr Martine Berthelin, tragiquement décédée à 32 ans, en août 2007. Celle-ci a joué un rôle capital dans la conception et l’organisation du séminaire de mai 2007 et elle s’investissait encore, lors de sa disparition, dans la préparation pratique de ce numéro.