En plein cœur de Prague, visite du jardin botanique en compagnie de la chercheuse Violette Doublet
La belle saison est l’occasion de profiter du cadre des jardins botaniques en fleurs : en plein centre de Prague, celui du quartier d’Albertov fait partie des plus anciens jardins universitaires d’Europe. Pourvu d’une belle serre en contrebas, il fête ses 250 ans cette année. Il n’est pas seulement un lieu agréable pour flâner et observer les plantes : lié à l’Université Charles, il accueille également des groupes de recherche dans le domaine de la botanique. Pour en savoir plus, Radio Prague Int. est allée à la rencontre d’une chercheuse française, Violette Doublet.
Violette Doublet, bonjour. Nous nous trouvons dans une petit oasis de calme au centre de Prague, dites-nous où exactement…
« Tout à fait, on se trouve justement dans le jardin botanique au centre-ville de Prague. »
Il y a un autre jardin botanique que les gens connaissent peut-être mieux parce qu’il se trouve juste à côté du zoo de Prague dans le quartier de Troja. Mais ici, nous sommes ailleurs…
« Celui de Troja, c’est un autre jardin botanique qui est beaucoup plus grand, mais il y a aussi des recherches qui sont menées là-bas. Pour ma part je travaille dans le jardin botanique du centre-ville. »
Où se trouve-t-il exactement dans Prague ?
« On est à côté de la place Karlovo náměstí. Donc dans la Nouvelle-Ville. »
Violette, vous êtes chercheuse et vous travaillez donc ici. Vous faites un post-doc ici à Prague depuis combien de temps ?
« Je suis ici depuis un an exactement et auparavant, j’avais fait un autre post-doc en Suède pendant deux ans. J’ai fait mes études en France, avec une thèse en écologie forestière à Avignon. »
Au commencement étaient les petits pois de Gregor Mendel
Evidemment comme on se trouve dans le jardin botanique, on suppose qu’en effet votre travail a trait à la botanique. Pouvez-vous nous dire en quelques mots quel est l’objet de vos recherches ?
« En effet, j’étudie la biologie végétale qui est une partie intégrante de mon travail. Plus précisément, j’étudie la génomique qui est devenue depuis quelques années une partie intégrante de la biologie. J’étudie le fonctionnement du génome : cette information qui permet le fonctionnement de n’importe quel organisme est contenue dans l’ADN. La structure de l’ADN, découverte dans les années 50, a été observée pour la première fois par Rosalind Franklin. C’est une structure hélicoïdale qui contient toute l’information du matériel génétique. Mais on sait depuis longtemps qu’il y a un support de transmission de l’information de génération suivante par Gregor Mendel qui a fait ses découvertes à Brno. »
Ici on est donc en plein dans l’histoire tchèque…
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« En plein dans le mille oui. Gregor Mendel s’est rendu compte à partir de petits pois ridés qu’il y avait une transmission de ces caractères, de textures, de couleurs, et qui se transmettait de génération en génération. Maintenant on a fait un pas supplémentaire avec la structure de l’ADN. On sait que c’est l’ADN qui contient cette information génétique. Et cette information génétique se trouve dans chaque cellule qui est dans le cœur de celle-ci. C’est ce qu’on appelle le noyau. On peut imaginer que ce noyau, c’est une grande bibliothèque. »
Le génome, tel une grande bibliothèque
Dans cette grande bibliothèque, est-ce qu’il y a des livres ?
« Tout à fait. Dans cette grande bibliothèque, si on est un humain, il y a plusieurs allées. On peut imaginer qu’il y a 46 allées. Les allées sont les chromosomes (avec donc 23 paires de chromosomes chez l’humain). Dans ces allées, chaque livre donne la recette de cuisine pour fabriquer une protéine (ces livres ce sont les gènes) et dans la majorité des organismes, les allées vont de pair car il y a la recette transmise par la mère et celle par le père. C’est pour cela qu’on parle d’organismes diploïdes. C’est un mot pour expliquer qu’il y a deux exemplaires de chaque livre. »
C’est-à-dire deux exemplaires, un exemplaire femelle, un exemplaire mâle ?
« En fait, c’est le fonctionnement dit ‘classique’ pour la plupart des animaux, les humains et les plantes dans leur majorité parce que c’est la reproduction sexuée. Donc on a le matériel génétique de la mère et le matériel génétique du père. Les organismes vont produire des gamètes qui sont assez particuliers car dans leur bibliothèque, ils contiennent uniquement un seul exemplaire de chaque livre – maternel ou paternel. Pour que lors de la fécondation, avec un autre gamète, on revienne à cet état de deux exemplaires chez le nouvel individu formé. Ça, c’est le fonctionnement normal qu’on connaît chez les plantes, chez les animaux. Et c’est important pour la stabilité des cellules de retrouver cet état de deux exemplaires de chaque livre. Par exemple chez l’homme, il arrive relativement souvent qu’il y ait un problème dans ce processus, ce qui aboutit à la formation d’un individu qui aura un chromosome surnuméraire : c’est le cas du chromosome 21 responsable de la trisomie 21. Dans ce cas, il y a une allée de plus dans la bibliothèque et cela a des conséquences sur le développement. »
Est-ce que cela arrive aux plantes ça aussi ?
« Tout à fait. Les plantes vont avoir ces problèmes. C’est vraiment quelque chose qui se produit tout au cours de l’évolution des plantes. Chez les Angiospermes, appelées communément les plantes à fleur, ce doublement du génome est quelque chose de très courant depuis le début de leur évolution. »
C’est ce que vous étudiez ?
« C’est ce que j’étudie. Ce sont des plantes qui se retrouvent avec quatre exemplaires de chaque livre. Il faut se rendre compte que c’est un chamboulement en soi. Il faut littéralement pousser les murs de la bibliothèque pour faire rentrer tous ces livres et c’est la plus grosse mutation qu’on connaît. Quand on parle de mutation, souvent on pense à des mutations ponctuelles soit un changement d’une seule lettre dans un des livres de recettes. Mais ici, il ne s’agit pas d’une seule lettre. On va parler de doubler la taille de la bibliothèque. On se retrouve ainsi avec quatre exemplaires de chaque livre. C’est donc vraiment le plus gros chamboulement qu’on puisse connaître et qu’on peut rencontrer dans un organisme qu’on qualifiera de ‘tétraploïde’ ! en effet, il s’agit de quatre exemplaires de chaque livre dans chaque allée de toute la bibliothèque. Et moi j’étudie les plantes tétraploïdes. »
C’est une explication extrêmement pédagogique. Hors micro, vous me disiez que vous alliez m’emmener – on y est d’ailleurs – à un endroit pour me montrer une plante en particulier…
« Oui, on se trouve devant un colchique, en latin le Colchicum autumnale. »
Et en tchèque, ça se dit « ocún jessení ».
« Elle est utilisée par les horticulteurs ou les scientifiques pour créer artificiellement des plantes polyploïdes. On utilise cette plante pour créer des plantes polyploïdes artificiellement : on en extrait un composé, la colchicine, qui est une sorte de poison cellulaire qui va empêcher, lors de la reproduction, la séparation des chromosomes. On se retrouve ainsi avec un individu polyploïde. On l’utilise pour la production de plantes ornementales comme par exemple la lavande, les orchidées, les roses, la sauge mais aussi pour nos expériences en laboratoire pour créer des polyploïdes artificiellement et comprendre par exemple les effets liés à la polyploïdisation sur la plante. Il faut savoir également que la plupart des plantes polyploïdes sont largement utilisées et cultivées pour l’alimentation. Par exemple, le blé est un hexaploïde, car il contient six fois cette information chromosomique. Il y a aussi l’avoine, la pomme de terre. En octoploïde, on a la fraise. On a également le melon, la banane, la pastèque qui sont triploïdes. Il faut savoir que les melons, pastèques ou bananes ont été cultivés pour réduire la taille des graines et avoir des fruits plus gros. »
L’homme sélectionne les polyploïdes depuis toujours, bien avant de savoir ce qu’est un gène !
Cela veut dire qu’à un moment donné du développement naturel de la banane, l’homme est intervenu pour réduire ses graines…
« Voilà, tout à fait. On l’exploite, on la cultive en sélectionnant des individus qui seront triploïdes, donc où va se trouver trois fois l’information. Ces individus seront stériles. Ils vont produire des graines plus petites qui ne vont finalement jamais germer. C’est comme ça qu’on cultive la banane. La banane sauvage est beaucoup plus petite. Il faut savoir aussi que les caractéristiques externes d’un polyploïde, ce sera un individu avec des organes floraux beaucoup plus gros, une tige plus grande, des feuilles plus grandes, des fruits plus gros. D’où leur intérêt économique dans l’alimentation. »
Il est intéressant de constater qu’au fil de l’histoire et du développement des sciences, on a su expliquer tout cela par la recherche. Mais le fait de sélectionner des individus, cela s’est fait de manière totalement empirique au départ…
« Oui, ça a été fait vraiment de manière empirique et depuis très longtemps, bien avant la sélection génétique qu’on fait actuellement. Dès le début de l’agriculture, on a commencé à sélectionner les individus qui étaient les plus performants, les plus gros. »
C’est ça qui est fascinant : durant la préhistoire, nos ancêtres l’ont fait de manière sans les connaissances scientifiques, mais en testant tout simplement.
« Oui, tout à fait. »
On continue à se promener ?
« Oui, on va aller justement dans une autre partie du jardin botanique pour que je vous montre les espèces sur lesquelles je travaille : ce sont des espèces polyploïdes naturelles, donc pas des espèces domestiquées, cultivées, comme là où nous nous trouvons. Ce sont des espèces qu’on retrouve en milieu naturel. Or dans mon travail, j’étudie ce qui permet ce phénomène de polyploïdisation dans les milieux naturels. Comment une cellule, comment un individu, une plante, va pouvoir surmonter ce défi qu’est la polyploïdisation. Comment toute la structure au sein de la cellule va-t-elle y parvenir ? Quels sont les mécanismes qui vont permettre cet élargissement du mur de la bibliothèque ? Comment va-t-elle pouvoir gérer ce réarrangement à l’intérieur de cette bibliothèque ? C’est tout cela que j’étudie en ayant à chaque fois différents individus au sein d’une même espèce, certains qui sont diploïdes, donc ceux qui n’ont pas de phénomène de polyploïdisation, et les tétraploïdes. J’essaie de trouver quels sont les mécanismes en jeu pour expliquer comment cette plante surmonte ce défi. »
La Tchéquie au cœur
En-dehors de votre sujet de recherche, de votre travail, il se trouve que vous avez un lien particulier avec Prague. En effet, vous avez passé une partie de votre jeunesse à venir en Tchéquie pendant les vacances d’été…
« Oui, ça remonte même encore plus tôt car j’ai été biberonnée aux contes et aux livres tchèques. Depuis toute petite, j’avais des jeunes filles au pair tchèques qui me gardaient en France. Puis quand j’ai été adolescente, j’allais régulièrement en Tchéquie l’été chez des amis de mes parents. »
Vos parents sont très tchécophiles en effet. Vous m’aviez raconté hors micro que c’est à la faveur d’un voyage initié par votre père, pour participer à une école d’été de langues slaves, que votre mère et lui sont tombés amoureux du pays. Et ils vous ont transmis cet amour-là.
« Oui, et même que du côté de ma mère, ça a fini sur des études en linguistique de tchèque ! »
Et vous, votre rapport à la langue tchèque ?
« Quand j’avais 17 ans j’ai fait ici une école d’été à Prague pour me remettre au tchèque, et puis maintenant je prends des cours intensifs de tchèque. C’est en progression. »
Peut-on dire que vous vous sentez un peu comme chez vous ici à Prague ?
« Ah oui complètement, c’est comme une seconde maison ici. »
C’était un peu finalement une chance, un hasard de vous retrouver ici à Prague ?
« Oui, et ça a été une opportunité, j’aurais très bien pu prendre, choisir un autre contrat de recherche ailleurs en Europe, mais quand j’ai vu que c’était Prague, je n’ai pas hésité. »
Vous disiez justement que vous avez été bercée par les contes et comptines tchèques. Avez-vous des exemples ?
« Il y a par exemple Ferda mravenec (Ferda la fourmi). En comptine, il y a l’histoire de la petite souris, ‘vařila myšička kašičku’ ou celle du chien : ‘skákal pes’. Je regardais aussi à la télé le programme pour enfants, Večerníček. »
Les petits dessins animés qui étaient diffusés avant le journal télévisé…
« Oui, c’est ça, je regardais beaucoup chez les amis de parents dans le sud de Prague, avec leurs enfants. »
Donc vous étiez une petite fille française qui a grandi avec un tout autre univers enfantin ?
« En effet, je n’ai pas du tout le bagage culturel des livres et des comptines françaises, ou en tout cas beaucoup moins que d’autres enfants français. »
Les Tchèques que vous rencontrez ici doivent être surpris par ces connaissances… Ce n’est pas commun.
« Complètement. Quand je commence à leur chanter les comptines, ils ne comprennent pas d’où ça sort ! »
Où sommes-nous arrivées dans le jardin ? C’est un très joli coin avec un petit pont en bois, des rochers. Dans quelle partie du jardin botanique sommes-nous ?
« On est dans une partie du jardin où se trouvent plutôt des plantes acidophiles, donc qui aiment les milieux acides ou les tourbières. On va s’intéresser en particulier à une des plantes que j’étudie qui s’appelle Vaccinium oxycoccos. C’est en fait communément le genre ce qu’on appelle la canneberge ou l’airelle qu’on utilise justement dans le plat tchèque qu’est la ‘svíčková’. »
L’adaptation de certaines plantes à des sols extrêmes
C’est parfait !
« Elle n’est pas très grande là pour l’instant et on ne la voit pas beaucoup. Ce qui est intéressant avec cette canneberge, c’est que le plus grand individu avec les grosses feuilles est un polyploïde. Et celui-là, c’est un hexaploïde, c’est-à-dire qu’il a six fois l’information comparé ici à un diploïde plus classique avec des feuilles beaucoup plus petites. »
C’est une petite plante jolie et très subtile. Elle passe presque inaperçue au milieu des grandes herbes.
« La canneberge cultivée, sa voisine, c’est Vaccinium macrocarpon et c’est celle qu’on trouve dans le commerce. On peut aller voir une autre plante maintenant, qui est dans une autre famille, celle la Brassicacées, et qui de la même famille que la première plante qui été séquencée, Arabidopsis thaliana, l’arabette. Cette plante pousse dans un milieu assez particulier que sont les sols serpentins. »
J’imagine que sol serpentin ne veut pas dire qu’il y a des serpents…
« Pas du tout. Les sols serpentins sont chargés en métaux lourds, donc c’est plutôt un milieu assez défavorable pour les plantes qui y poussent. Sauf que plusieurs études dans mon groupe de recherche ont montré que les polyploïdes sont plus adaptés à ces sols extrêmes. Ce sont des plantes qu’on appelle extrémophiles. »
Comment cela se fait-il ? La sélection fait que les plantes se sont plus ou moins adaptées à tel ou tel milieu ?
« Tout un pan de recherche vise à comprendre cela. On suppose que dans le phénomène de polyploïdisation il y a un aspect adaptatif : il doit avoir un avantage à être polyploïde plutôt que diploïde. On a vu que la plupart des polyploïdes poussent dans des milieux plus résistants, qu’ils sont plus résistants que les diploïdes dans des milieux en altitude, ou sur des sols toxiques comme les sols serpentins. On essaie donc de comprendre quels sont les mécanismes qui permettent cette adaptation. C’est un autre pan de recherche dans mon groupe, mais ce n’est pas moi qui essaie de répondre à cette question. Là cette petite plante, c’est Alyssum montanum que j’étudie. C’est une tétraploïde, donc une polyploïde. »
Comme son nom l’indique, en latin mais aussi en tchèque, tařice horská, c’est une plante de montagne.
« Tout à fait. Elle est actuellement en fleurs, elle pousse d’ailleurs aussi à Prague. On trouve à la fois des individus diploïdes et tétraploïdes. »
Le jardin botanique est donc au centre-ville de Prague. Il est situé dans ce qui s’apparente à un campus, ou plutôt un quartier de Prague qui est vraiment universitaire avec beaucoup de facultés, essentiellement scientifiques, tout autour…
« La faculté de sciences se trouve à Albertov qui est à deux ou trois rues du jardin botanique. Moi, je me trouve dans le département de botanique qui est au sein du jardin et qui est en fait une sorte d’annexe de l’Université Charles. Dans mon groupe, on est environ une trentaine de personnes à travailler sur la polyploïdisation chez les plantes mais il y a aussi d’autres groupes qui travaillent par exemple sur les lichens, les champignons ou d’autres questions biologiques. »
Trente personnes, c’est pas mal pour ce sujet… Où va-t-on maintenant ?
« On va aller à l’entrée du jardin botanique qui concerne plutôt la flore calcaire tchèque et on va s’intéresser à une polyploïde qui s’appelle Cardamine bulbifera. Cette plante peut nous parler des limites de la polyploïdisation en tant que telle. »
Peut-être devrait-on rappeler qu’au-delà de ce sujet très pointu au cœur de votre travail, ce jardin botanique est ouvert à tout le monde en fait. C’est ouvert toute l’année grosso modo tous les jours et les gens peuvent venir ici flâner et se reposer.
« Tout à fait et je vous invite aussi à regarder toutes les expositions qui sont en cours tout au long de l’année. Il y a un programme à l’entrée et il y a vraiment beaucoup de choses à voir et à faire. »
Et puis, le jardin botanique ce ne sont pas seulement des plantes au-dehors. Il y a aussi une grande serre qui se trouve non loin de l’entrée.
« Oui. Là se trouvent plutôt les espèces tropicales ou tout ce qui est de l’ordre du cactus les milieux désertiques. Là, on est au début du printemps donc beaucoup de choses ont été sorties à l’extérieur. Il faut venir voir c’est très joli. »
Actuellement, tout est en fleur au jardin. Il y a aussi un petit ruisseau à côté duquel on passe et qu’on entend peut-être si les voitures ne recouvrent pas tout le bruit. C’est là qu’on se rend compte qu’on est en plein centre-ville de Prague…
« On est arrivées à la plante clé que je voulais vous montrer. Je voulais rappeler que depuis le début de l’évolution, la polyploïdie est très répandue chez les plantes et encore plus chez les angiospermes qui sont les plantes à fleurs. Cela a permis en fait la diversification et le développement d’un nombre considérable d’espèces polyploïdes. Des plantes connues, on estime qu’il y a 350 000 plantes polyploïdes dans le monde ce qui est quand même considérable. Donc là on se retrouve devant cette petite plante qui s’appelle Cardamine bulbifera. C’est un peu une bizarrerie pour les polyploïdes parce que c’est déjà une dodécaploïde c’est-à-dire qu’elle a douze exemplaires de chaque chromosome. Si on regarde bien cette plante, elle a des fleurs mais une fois que les fleurs sont parties il n’y a pas de graines qui sont formées. Elle est arrivée à un stade où elle n’arrive plus à faire de reproduction sexuée donc elle ne produit plus de graines et se reproduit via des bulbilles. Ces bulbilles sont des petits tubercules issus de bourgeons axillaires qui accumulent ces réserves qui vont assurer une multiplication végétative : c’est donc une reproduction végétative en se détachant de la plante mère. Il s’agit d’une très grosse polyploïde, clonale, qui parce qu’elle a trop de chromosomes n’arrive pas à surmonter cette histoire de murs dans la bibliothèque. C’est un bazar : elle n’arrive plus à repousser les murs donc elle s’est dit qu’elle n’allait plus faire de reproduction sexuée. »
Pour les personnes qui ne sont pas versées dans la botanique comme vous, peut-on expliquer ce que l’objet de vos recherches peut avoir comme application pratique ? Quels enseignements peut-on en tirer ?
« J’essaie de comprendre quels sont les mécanismes qui permettent cette polyploïdisation. Identifier les obstacles que va surmonter cette plante polyploïde va permettre potentiellement par la suite d’avoir des applications dans les cultures : si on trouve quels sont les mécanismes qui permettent ce phénomène de polyploïdisation, on pourra potentiellement arriver à faire en sorte que les espèces cultivées qu’on n’arrive pas encore à modifier artificiellement pour devenir plus grosses par exemple puissent l’être. Donc après ma recherche fondamentale, ça aura peut-être un aspect appliqué. »
Cela fait un an que vous êtes ici à Prague. Quels sont vos projets d’avenir ici ?
« Mon contrat est sur deux ans mais j’ai postulé pour d’autres bourses de financement pour pouvoir rester plus longtemps et continuer à travailler à Prague. Si je peux rester à l’horizon de quatre ans, ça serait bien. »
Comment cela se passe-t-il pour vous dans cet environnement tchèque ?
« Je suis très contente. Je suis dans une équipe internationale, mais il y a quand même une majorité de Tchèques. Je suis très heureuse d’être là-bas, de pouvoir discuter en tchèque, d’apprendre. Et puis je me plais beaucoup ici donc si je peux à la fin trouver un poste fixe, ça serait chouette. »
C’était intéressant de faire cette balade au jardin botanique à la fois pour l’aspect scientifique et parce que c’est aussi un bel endroit à visiter tout court. D’ailleurs, quel est votre endroit préféré à Prague ?
« C’est une vraie colle parce qu’il y a vraiment beaucoup d’endroits qui sont magnifiques à Prague. J’aime beaucoup aller à Vinohrady pour les bâtiments, j’aime beaucoup Troja aussi et son jardin botanique. Il y a d’autres lieux qui me plaisent beaucoup comme Holešovice, ses parcs, la vue depuis le parc de Letná. Il y a encore des quartiers que je ne connais pas et que j’aimerais découvrir mais je trouve que l’architecture de Prague est sublime. »
