Récepteurs ancestraux et détournement évolutif (exaptation) : KAI2, le cas-type des Orobanchacées

L'exaptation (ou détournement évolutif) désigne le processus par lequel une structure biologique, d'abord adaptée à une fonction, est cooptée pour une fonction différente. Cas-type majeur chez les strigolactones : le récepteur KAI2 (paralogue ancestral du récepteur D14), dont la fonction primaire est de percevoir les karrikines (furanones libérées par les incendies, stimulant la germination), a été détourné chez les Orobanchacées parasites (Striga, Orobanche, Phelipanche) pour percevoir les strigolactones de leurs hôtes et déclencher la germination en présence d'un hôte exploitable.

Cette spécialisation a évolué par duplication génique et divergence sélective : les Orobanchacées portent jusqu'à 11 copies de KAI2 (vs 1-2 chez les non-parasites), avec des poches de liaison divergentes (KAI2d / ShHTL chez Striga hermonthica). Le chimiotropisme de la radicule vers la source de SL complète la stratégie.

Le paradigme dépasse KAI2 — l'exaptation est fréquente dans les interactions plante-microbe :

• récepteurs de défense (PRR) cooptés par certains pathogènes pour faciliter leur entrée ;
• métabolites de défense réutilisés comme attractants de pollinisateurs ;
• symbioses mutualistes établies en détournant des voies de signalisation de défense.

L'évolution n'est donc pas linéaire mais contingente : les structures biologiques voyagent fonctionnellement au gré des pressions sélectives. Conséquence appliquée : contre un parasite comme Striga, sélectionner des variétés au profil SL modifié peut déjouer la perception parasitaire — complément de la « germination suicide ».