Dès la fin du XVIe siècle, mais surtout aux XVIIIe et XIXe siècles, pendant les grandes périodes des voyages naturalistes, les botanistes parcoururent le monde à la recherche de toutes les espèces végétales afin de les répertorier et de leur donner un nom. Pour les conserver, les plantes étaient séchées, étalées à plat et mises en herbier. Des graines, aisées à transporter, étaient cultivées. Il en était de même pour les plantes herbacées qui avaient survécu aux longs voyages. Ce sont les études de tous ces échantillons qui ont participé à la compréhension de l'évolution des espèces végétales.
À la recherche du nénuphar géant porte sur la recherche botanique, le classement et la conservation des plantes ainsi que sur leur circulation d'un pays ou d'un continent à un autre. L'aventure se déroule dans un jardin botanique où se trouvent plusieurs serres. Elle propose un parcours qui montre aux trois enfants comment les naturalistes sont parvenus à collectionner d'une part, et faire pousser, d'autre part, des espèces végétales hors de leur milieu naturel en recréant artificiellement sous serre les conditions propres à leur croissance et à leur reproduction.
L'histoire touche également aux liens entre le végétal et l'architecture. Il n'est pas exceptionnel, en effet, de trouver dans certaines architectures des motifs végétaux : feuilles, plantes, lianes, etc. se retrouvent fréquemment sur les façades tandis que certains piliers, notamment dans les églises gothiques, font penser à des palmiers. Certaines expressions, comme les « nervures » d'une voûte ou les « branches » d'ogives, croisent le végétal et l'architectural. Mais il existe aussi des plantes qui ont fortement influencé les architectes, comme Joseph Paxton, en Angleterre, qui conçut des serres de plus en plus grandes, à partir d'une architecture de fer et de verre, en s'inspirant des nervures des nénuphars géants qu'il essayait alors de faire pousser sous serre.
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