Cet article vise à aller à la rencontre d’un chercheur ou d’une chercheuse qui oeuvre à l’Université de Montréal afin d’informer le grand public de ses recherches. 

Simon Joly est chercheur au Jardin botanique de Montréal, professeur associé au Département de sciences biologiques de l’Université de Montréal et chercheur à l’Institut de recherche en biologie végétale. Il étudie l’évolution des plantes en utilisant des perspectives écologiques et génétiques.

J’étudie l’évolution des plantes. En particulier, je m’intéresse aux manières dont les plantes se sont diversifiées au fil du temps et à ce qui a fait qu’elles sont passées d’organismes marins, il y a 500 millions d’années, à ce groupe dominant qui a aujourd’hui colonisé l’entièreté de la Terre, sauf exception. Mes recherches impliquent de comprendre les mécanismes menant à la création de nouvelles espèces, mais aussi les processus par lesquels les plantes s’adaptent à leur environnement.

Un thème important au sein de mon laboratoire est celui de la reproduction des plantes. La reproduction est évidemment primordiale pour la survie des espèces, mais elle est également importante pour la création de nouvelles espèces, puisque l’absence de reproduction crée une barrière entre espèces.

Pour étudier l’évolution, j’utilise des approches allant de l’écologie à la génomique. Je dois par exemple aller sur le terrain pour observer les pollinisateurs et mesurer le succès reproducteur des plantes. J’utilise aussi des données génomiques pour m’aider à délimiter les espèces, pour reconstruire leur phylogénie (généalogie) et pour identifier les gènes qui jouent un rôle dans l’adaptation des espèces à leur environnement.

Une grande partie de mes travaux a lieu dans les Antilles, où j’étudie les espèces de la famille des Gesnériacées, la famille de la violette africaine, pour comprendre l’évolution de la forme des fleurs. Toutefois, je m’intéresse aussi à certaines espèces locales du Québec comme l’impatiente du Cap et le trille à grande fleur.

C’est arrivé « sur le tard », comme on dit, et je dirais que c’est dû à une combinaison d’événements. Il y a d’abord eu ces cours que j’ai suivis sur la floristique et la classification des plantes pendant mon baccalauréat à l’Université de Montréal. Le professeur Luc Brouillet, qui donnait ces cours, mettait fréquemment l’accent sur les principes évolutifs et il m’a fait découvrir la belle et grande diversité des plantes. Toujours pendant mon baccalauréat, un autre événement marquant a été la lecture des livres et chroniques de Steven J. Gould sur l’évolution et les sciences naturelles. Steven J. Gould était anthropologue et un formidable vulgarisateur. Il a su éveiller de façon permanente mon intérêt pour l’évolution. Par la suite, ma première expérience en recherche – toujours pendant mon baccalauréat – sous la direction de Luc Brouillet et d’Anne Bruneau m’a fait découvrir le domaine de la recherche, que je ne connaissais pas et qui allait être déterminant pour la suite de ma carrière.

Ce n’est sans doute pas original, mais je dirais que c’est principalement l’argent. Je souhaiterais avoir plus de moyens pour mes projets de recherche afin de comprendre l’évolution dans ses menus détails, mais ces travaux demandent des techniques et des approches coûteuses, notamment en génomique. De plus, de nombreuses personnes (étudiants et étudiantes, stagiaires) doivent participer à la collecte et à l’analyse des données, ce qui exige aussi des ressources financières importantes. Caractériser la reproduction et la pollinisation des espèces demande de nombreuses heures d’observation dans des régions souvent éloignées, ce qui n’est pas une mince tâche ! J’ai récemment accompagné une étudiante pour faire cela dans les montagnes d’Haïti et ce voyage avait demandé beaucoup de logistique.

Néanmoins, je dois aussi dire que la technologie aide constamment les chercheurs et les chercheuses en nous permettant d’obtenir des informations plus précises à moindre coût et en moins de temps qu’il y a quelques années seulement. Nous devons donc parfois faire montre d’un peu de patience, mais nous finissons par obtenir réponse à nos questions !

Mes travaux sont surtout de nature fondamentale. Ils ne touchent donc pas le public de façon directe. Par contre, ils permettent de comprendre l’organisation du monde qui nous entoure. C’est d’ailleurs le type de questions que l’humanité se pose depuis la nuit des temps ! Qui sommes-nous ? D’où venons-nous ? D’où vient la nature qui nous entoure ?

Toutefois, certains de mes travaux sont plus appliqués. Je travaille présentement à comprendre l’effet de l’urbanisation sur la reproduction des plantes, ou comment les arbres pourraient s’adapter aux changements climatiques causés par l’être humain. Les résultats de ces recherches pourraient aider à mieux gérer la biodiversité dans nos forêts et nos villes dans les années futures.

Les collaborations sont indispensables en science. Elles permettent d’aller plus loin, plus vite. Par exemple, pour l’étude des Gesnériacées dans les Antilles, je collabore avec des équipes de recherche de Cuba, d’Haïti, des États-Unis, du Mexique et de la Suisse. Ces échanges permettent de mettre des ressources en commun (spécimens d’herbier, ADN, données sur les pollinisateurs) et d’obtenir des résultats plus intéressants rapidement. Et comme la science est de plus en plus transdisciplinaire, les collaborations deviennent parfois nécessaires. Pour une récente étude sur l’évolution de la forme des fleurs, j’ai fait appel à un chercheur de France qui avait développé de nouveaux outils analytiques afin qu’il nous aide à mieux analyser nos données.

On fait grand état des avancées technologiques récentes pour ce qui est du séquençage d’ADN, et avec raison. Néanmoins, une réduction importante des coûts et le développement des technologies actuelles permettraient de séquencer le génome de toutes les espèces de la Terre, y compris les espèces éteintes grâce à des spécimens d’herbier. Nous pourrions aussi étudier l’évolution des populations d’une façon inégalée. Ce serait une révolution pour notre compréhension de la biodiversité et j’ai l’impression que de telles avancées sont possibles dans les dix prochaines années.

J’anticipe que les études seront plus englobantes et qu’elles adopteront une perspective plus large. J’étudie la pollinisation, un mutualisme dans le sens qu’à la fois les animaux et les plantes tirent profit de cet échange. Jusqu’à maintenant, la grande majorité des études sur la pollinisation étudient un seul côté de la médaille : elles approchent la question du point de vue des plantes ou des pollinisateurs. Je crois que le développement de nouvelles méthodes d’analyse et les collaborations transdisciplinaires permettront de mieux comprendre ces interactions de façon holistique. J’ai aussi espoir qu’il sera possible de comprendre comment ces relations entre organismes évoluent dans le temps et comment elles sont affectées par différents facteurs externes comme les changements climatiques causés par l’être humain. Il reste réellement beaucoup à découvrir dans ce domaine.

Depuis 2014, l’utilisation des données génétiques est encadrée au niveau international par le protocole de Nagoya* dans le cadre de la Convention sur la diversité biologique. Cet accord est extrêmement important pour assurer un partage juste et équitable des bénéfices issus de l’utilisation de données génétiques. Cette situation n’a malheureusement pas toujours prévalu dans le passé, en particulier dans les domaines de la pharmaceutique et de l’agriculture. Cependant, ces règles compliquent aussi parfois l’accès aux ressources pour les scientifiques qui étudient la biodiversité. C’est dommage, parce que les travaux de ces scientifiques sont primordiaux pour la découverte de nouvelles espèces ou la protection d’espèces en voie d’extinction. Si je n’ai pas encore été directement touché par ces mesures, j’ai toutefois des collègues qui en ressentent les contrecoups.

Des discussions sont également en cours entre les pays signataires de la Convention sur la diversité biologique pour encadrer l’utilisation des données génétiques disponibles dans des bases de données publiques. Pour l’instant, ces données publiques ne font pas partie du protocole de Nagoya. Difficile de prédire ce qui découlera de ces discussions, mais ces décisions auront des conséquences majeures pour la science de la biodiversité. Il pourrait notamment devenir complexe d’étudier l’évolution de grands groupes d’organismes provenant de multiples pays, puisque les données nécessaires pour le faire proviennent toujours de ces bases de données publiques.

L’intelligence artificielle est maintenant un sujet dont on entend parler au quotidien, mais cela fait longtemps qu’elle est implantée en science et qu’elle influence mes travaux. Les méthodes de classifications utilisées pour délimiter et identifier les espèces de plantes utilisent des concepts d’intelligence artificielle depuis de nombreuses années. Néanmoins, le développement de méthodes plus puissantes et l’accumulation de jeux de données imposants permettent aujourd’hui de faire des choses qui auraient semblé impossibles il y a peu de temps. À titre d’exemple, la prédiction de la répartition des espèces dans le futur en fonction des changements climatiques mondiaux est grandement basée sur des méthodes d’intelligence artificielle.

Comme il n’y a pas de ministère de l’évolution, je vais sortir un peu de mon domaine ici et recommander le récent livre de Louis Robert, Pour le bien de la terre (MultiMondes). L’environnement est vraiment important pour moi et je souhaiterais que la population, de même que les gouvernements (ça va souvent de pair), s’intéresse davantage à l’environnement et à l’avenir de notre planète. Le livre de Louis Robert est important parce qu’il montre que les choix faits par la société ne sont souvent ni bons pour l’environnement ni bons pour la santé, et souvent ni même bons pour l’économie. L’utilisation des pesticides est banalisée dans notre société… On en met partout ! Sur nos pelouses pour forcer des monocultures (gazon) qui ne sont pas adaptées à ces conditions, dans les forêts pour éliminer les insectes piqueurs pour notre soi-disant bien-être alors qu’ils sont à la base de la chaîne alimentaire de ces écosystèmes, dans nos champs agricoles avec des conséquences néfastes sur la santé, l’environnement et la biodiversité, etc. De plus, ces épandages ont des répercussions sur l’évolution des espèces (évolution de résistances) et ont des conséquences à long terme sur la planète qui sont difficiles à mesurer. Vivement une prise de conscience sociétale sur ces problèmes environnementaux !

J’adore lire sur les sciences naturelles et l’évolution. Un des très bons livres que j’ai lus ces dernières années est L’invention de la nature (Noir sur blanc) d’Andrea Wulf. Cet ouvrage raconte en quelque sorte la genèse de la science de l’environnement à travers les explorations époustouflantes du naturaliste Alexander von Humboldt (1769-1859) partout dans le monde, mais en particulier dans les montagnes d’Amérique du Sud. Bien qu’il ne porte pas sur les plantes en particulier, il montre que ces dernières ont été centrales dans la fondation des théories de von Humboldt. La grande similarité des plantes trouvées en altitude au Pérou avec celles du nord de l’Europe est à l’origine de ses théories sur l’importance de l’environnement (température, climat) sur les écosystèmes.

Difficile d’en nommer une ! Je n’ai pas une grande passion, mais plusieurs petites, car je m’intéresse à un grand nombre de choses. J’aime courir, faire du vélo, me promener en montagne, faire du camping… Profiter de la nature, quoi !