Une méthode scientifique ultramoderne… du XVIIIe siècle!

Voici le troisième article d’une série de cinq ayant pour thème la recherche sur la flore arctique effectuée au Musée canadien de la nature. Le chercheur Paul Sokoloff nous présente le travail de terrain et de laboratoire qui mènera à la préparation de la première flore de l’Arctique de l’Amérique du Nord.

Quand nous collectons des plantes sur le terrain (comme cet Oxytropis dont je suis si fier), nous plaçons chaque spécimen dans un sac de plastique dûment étiqueté jusqu’à notre retour au campement. Une fois arrivés, nous utilisons un presse-spécimens pour presser et faire sécher les plantes. Cette technique qui était le nec plus ultra au XVIIIe siècle n’a guère changé depuis. Les plantes pourront alors être transportées et préservées à long terme dans un herbier (une collection de plantes séchées). Vous pouvez lire ici une intéressante description des procédés de pressage et de séchage des plantes.

Des spécimens de pédiculaire capitée, Pedicularis capitata, disposés en rangée sur une feuille de papier journal.

Ces spécimens de pédiculaire capitée, Pedicularis capitata, sont prêts à être pressés, durant une expédition sur le terrain. Image : Paul Sokoloff © Musée canadien de la nature

En 2010, nous avons recueilli tout près d’un millier de spécimens au cours de notre expédition à l’île Victoria, dans les Territoires du Nord-Ouest. Nous en avions rapporté autant l’année précédente. Si l’on tient compte du fait que les botanistes du Musée collectent des spécimens depuis le XIXe siècle et que de généreux donateurs ont légué leurs collections au Musée, on peut imaginer l’ampleur des collections.

Un classeur vertical, ouvert, laisse voir des étagères remplies de fichiers contenant des plantes séchées.

Voici les fruits d’une seule saison de collecte. Image : Paul Sokoloff © Musée canadien de la nature

Selon les dernières estimations, l’Herbier national du Canada conservé au Musée canadien de la nature contient plus de 700 000 échantillons de plantes vasculaires, et c’est sans compter les immenses collections de mousses et de lichens.

Mais pourquoi conserver toutes ces plantes mortes collées sur des feuilles de papier? Dans mon premier blogue, j’ai expliqué que tous ces échantillons d’herbier constituent les données de notre projet de flore. Mais cela va encore plus loin : en fait, l’Herbier national du Canada et tous les herbiers contenant des spécimens arctiques représentent le corpus de notre étude.

Nous ne pourrions rédiger cette flore sans ces collections. Les spécimens qu’elles contiennent procurent les données permettant de déterminer l’aire de distribution des espèces sur une carte. Par ailleurs, les données sur le type d’habitat et les espèces associées que fournissent souvent les spécimens d’herbier nous renseignent sur l’écologie des plantes.

Une femme étudie une plante au microscope.

Katya Boudko, étudiante à l’Université d’Ottawa, examine au microscope une espèce d’élyme, Elymus sp. Même si les appareils se sont modernisés, les botanistes utilisent depuis 300 ans les mêmes méthodes de classification des plantes. Image : Paul Sokoloff © Musée canadien de la nature

Mais le rôle le plus important d’une collection est d’établir et de clarifier la taxonomie, c’est-à-dire l’attribution d’un nom aux groupes évolutifs d’organismes que nous appelons souvent espèces. En étudiant la morphologie d’une plante, par exemple la longueur et la forme de la feuille ou la structure microscopique d’une fleur, nous pouvons la classifier.

En observant un spécimen, le botaniste peut le classer dans une famille, dans un genre puis dans une espèce, chaque groupe (ou taxon) successif correspondant plus étroitement au spécimen du point du vue morphologique que le groupe précédent. En étudiant ces différences morphologiques de plus en plus subtiles, on peut établir une clé d’identification d’une espèce fondée sur les caractéristiques physiques communes.

Une page d’herbier contenant sept spécimens de pédiculaire capitée, Pedicularis capitata, séchés et des notes.

Spécimens de pédiculaire capitée, Pedicularis capitata, montés sur une feuille prête à être rangée dans l’herbier. L’étiquette dans le coin contient diverses données, comme le lieu, la date et l’auteur de la collecte. Image : Paul Sokoloff © Musée canadien de la nature

L’herbier sert d’outil de référence grâce auquel le botaniste peut comparer les spécimens et les regrouper de cette façon systématique. C’est ainsi que nous classifions tous les groupes de plantes et que nous organiserons notre Flore arctique du Canada et de l’Alaska.

La conservation permanente de ces collections permet au botaniste de confirmer l’identification des spécimens, de corriger certaines erreurs de classification, de réévaluer les limites taxonomiques de certaines espèces en tenant compte de nouvelles données, ou de donner une nouvelle perspective à un groupe.

Cependant, il ne faut pas croire que les botanistes s’entendent toujours sur ce qui définit une espèce (mais ne vous inquiétez pas, ils restent courtois!). Plus une espèce suscite d’observations et de débats, mieux on peut cerner les liens évolutifs au sein de ce groupe.

C’est particulièrement vrai avec l’avènement du séquençage de l’ADN et de la systématique moléculaire. Ces nouvelles techniques ont, dans certains cas, bouleversé la classification de groupes entiers. Mais nous touchons là au sujet de mon prochain blogue.

Des rangées de classeurs dans une salle. Au centre, un chariot contenant des fichiers.

L’Herbier national du Canada. Plus d’un demi-million de spécimens de plantes vasculaires sont rangés de façon systématique afin que les chercheurs puissent les consulter sur place ou les emprunter du monde entier. Image : Paul Sokoloff © Musée canadien de la nature

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