Granada, Spain
November 18, 2014

An international team of scientists, coordinated by a researcher from the University of Granada, finds this phenomenon to be as old as the seeds themselves. 

Seed dormancy is a phenomenon that has intrigued naturalists for decades, since it conditions the dynamics of both natural vegetation and agricultural cycles.

Germinación de una semilla de Castaño de Indias (Wikimedia Commons).

An international team of scientists, coordinated by a researcher from the U. of Granada, has found that seed dormancy (a property that prevents germination under non-favourable conditions) was a feature already present in the first seeds, 360 million years ago.

Seed dormancy is a phenomenon that has intrigued naturalists for decades, since it conditions the dynamics of natural vegetation and agricultural cycles. There are several types of dormancy, and some of them are modulated by environmental conditions in more subtle ways than others.

In an article published in the New Phytologist journal, these scientists have studied the evolution of dormancy in seeds using a unique data group. This included the features of dormancy in more than 14.000 species. It is the result of Carol and Jerry Baskin’s work, the co-authors of this publication, who have been studying latency since the 60s.

The analyses conducted by this team of researchers have established that dormancy is as old as seeds themselves. In other words, the oldest among all seeds already had dormancy. ‘Of all possible types of dormancy, the oldest one already featured very sophisticated adjustments to environmental conditions”, according to the coordinator of this project, Rafael Rubio de Casas, a researcher from the Environment Department at the University of Granada, and the only Spaniard involved in this research.

Producing new species

The results of this project indicate that plants without dormancy tend to be less capable of diversification, i.e. to produce new species. “This can be due to the fact that dormancy facilitates that germination only takes place at the optimal moment, in spite of changes in the environment, due either to weather phenomena, or whether due to the fact that the seeds reach a new location after dispersal. This adjustment of the plant cycle to the new environment can reduce the probability of a particular species to become extinct”, Rubio de Casas pointed out.

Dormancy does not simply involve that seeds do not germinate when it is too hot or too cold, since under those conditions it is the environment itself which precludes germination. “What dormancy does is make sure that the seeds do not germinate even when conditions are favourable, which precludes germination after a summer storm, or during a few warm days in winter”, the U. of Granada researcher added.

However, not all plants have dormant seeds. Actually, many species of plants simply germinate at the moment when their seeds are exposed to favourable conditions. Besides, it appears that plants can acquire and lose the dormancy of their seeds in a relatively fast way as a result of natural selection. 

“For instance, in the case of cultivated plants, dormancy is one of the first features that appear to have been lost over the domestication process, and for this reason the date for sowing is such an important parameter in farming”, according to Rubio de Casas. 

Bibliography:

Willis; C.G.; Baskin; C.C.; Baskin; J.; Auld; J. R.; Venable; D. L.; Cavender-Bares; J.; Donohue; K.; Rubio de Casas; R. & The NESCent Germination Working Group (2014) “Seed dormancy and diversification: Environmental cues, evolutionary hubs, and diversification of the seed plants". New Phytologist, 203 300-309.

La latencia de las semillas, una propiedad que les permite retrasar su germinación, se daba ya hace 360 millones de años 

La latence des graines, une propriété qui leur permet de retarder leur germination, se produisait déjà il y a 360 millions d’années

Une équipe internationale de scientifiques, coordonnée par un chercheur de l’Université de Grenade, découvre que ce phénomène est aussi ancien que les propres graines.

La latence des graines est un phénomène qui a intrigué les naturalistes depuis des décennies vu qu’elle conditionne la dynamique de la végétation naturelle et les cycles agricoles.

Une équipe internationale de scientifiques, coordonnée par un chercheur de l’Université de Grenade, a découvert que la latence des graines (une propriété qui leur permet de ne pas germer à des moments peu adéquats), est une caractéristique qui se produisait déjà il y a 360 millions d’années

La latence des graines est un phénomène qui a intrigué les naturalistes depuis des décennies vu qu’elle conditionne la dynamique de la végétation naturelle et les cycles agricoles. Il existe plusieurs types de latence dont quelques-uns sont modulés par les conditions environnementales d’une façon plus subtile que d’autres.

Dans un article publié dans la revue New Phytologyst, les scientifiques ont étudié comment a évolué la latence chez les plantes à graines à partir d’un ensemble de données unique. Celui-ci inclut les caractéristiques de latence de plus de 14000 espèces, et est le résultat du travail de Carol et Jerry Baskin, co-auteurs du travail qui font des recherches sur la latence depuis les années 60.

Les analyses de cette équipe de chercheurs ont permis d’établir que la latence est aussi ancienne que les graines, c’est-à-dire que les graines les plus anciennes la pratiquaient probablement déjà. « Qui plus est : de tous les types possibles de latence, la plus ancienne présentait déjà un ajustement très fin aux conditions environnementales », explique le coordinateur du travail Rafael Rubio de Casas, chercheur au Département d’Écologie de l’Université de Grenade et seul espagnol participant à la recherche.

Produire de nouvelles espèces

Les résultats de ce travail indiquent que les plantes manquant de latence tendent à une moindre capacité de diversification, c’est-à-dire de produire de nouvelles espèces. « Ceci peut être dû au fait que la latence permet d’assurer que la germination se produise seulement au meilleur moment, même s’il s’est produit un changement environnemental dû à des phénomènes climatiques divers ou similaires, ou à ce que les graines occupent un nouvel espace après avoir été dispersées. Cette adéquation du cycle de la plante au nouvel environnement peut réduire la probabilité que la plante disparaisse », signale Rubio de Casas. 

La latence ne consiste pas en ce que les graines ne germent pas quand il fait trop froid, vu que dans ces conditions la germination n’est pas réalisable. « Ce que fait la latence c’est assurer que les graines ne germent pas même lorsque les conditions sont favorables, ce qui permet d’éviter que se produise une germination après un orage d’été, ou pendant de beaux jours d’hiver », affirme le chercheur de l’UGR. 

Cependant, pas toutes les plantes ont des graines latentes. De fait, nombreuses sont les espèces dont les graines germent au moment où elles sont exposées à des conditions favorables. De plus, il paraît que les plantes peuvent acquérir et perdre la latence de leurs graines de façon relativement rapide comme résultat de la sélection.

« Par exemple, dans le cas des plantes cultivées, la latence est un des premiers traits qu’elles semblent avoir perdu lors du processus de domestication, raison pour laquelle la date de la semence est un paramètre si important dans les cultures », remarque le chercheur.

Référence bibliographique :

Willis; C.G.; Baskin; C.C.; Baskin; J.; Auld; J. R.; Venable; D. L.; Cavender-Bares; J.; Donohue; K.; Rubio de Casas; R. & The NESCent Germination Working Group (2014) “Seed dormancy and diversification: Environmental cues, evolutionary hubs, and diversification of the seed plants". New Phytologist, 203 300-309. 

Website: http://www.ugr.es

Published: November 19, 2014