Le mutualisme entre plantes et pollinisateurs est communément perçu comme une belle relation bénéfique entre deux organismes vivants. Cependant, soyons clairs, les plantes veulent seulement que leurs fleurs soient pollinisées et les pollinisateurs ne sont intéressés que par la collecte de ressources, telles que le nectar, le pollen et les parfums. Cela s’est transformé en une course aux armements évolutive entre les plantes et les pollinisateurs, où chacun cherche à placer ses besoins au-dessus de ceux de l’autre et à obtenir le maximum d’avantages possibles. En conséquence, les plantes ont développé de nombreuses stratégies de vie et combinaisons de traits pour améliorer leur condition physique, y compris les fleurs.
Au cours de leur période de floraison, les plantes présentent une grande diversité de structures de reproduction, déterminant comment et avec quels pollinisateurs elles vont interagir. On pourrait s’attendre à ce qu’avec toute la variété de traits disponibles, l’évolution conduise les plantes à créer une fleur qui pourrait interagir avec tous les pollinisateurs possibles. Cependant, il existe des restrictions morphologiques et physiologiques créées par des processus évolutifs et écologiques qui empêchent une telle chose d’exister.
Par exemple, certaines plantes possèdent des fleurs tubulaires allongées qui attirent les colibris à long bec, tandis que les fleurs aux ouvertures étroites limitent les visites aux insectes avec une trompe compatible, illustrant les limitations morphologiques. De plus, certaines plantes régulent la disponibilité du nectar ou du pollen, soit en offrant des quantités limitées, soit en les libérant à des moments précis, illustrant les contraintes réglementaires. Ces ensembles de traits morphologiques et physiologiques, qui permettent ou empêchent l’interaction entre les plantes et des pollinisateurs spécifiques, sont à la base de ce que l’on appelle les « syndromes de pollinisation ».
Les syndromes de pollinisation sont évidents dans divers groupes de pollinisateurs, notamment les insectes, les oiseaux, les chauves-souris et le vent. Ils mettent en évidence les diverses stratégies évolutives que les plantes utilisent pour assurer une reproduction réussie grâce à des interactions ciblées avec des pollinisateurs spécifiques. Cependant, alors que des recherches approfondies ont exploré les relations et les contraintes au sein des organes végétatifs comme les feuilles et le bois, notre compréhension de ces associations dans les organes reproducteurs, en particulier les fleurs, reste limitée. De plus, il y a un manque de connaissances concernant les effets combinés des traits de reproduction sur la reproduction des plantes.
De telles lacunes ont suscité l’intérêt de différents chercheurs, dont le Dr José B. Lanuza (@barragan_lanuza sur Twitter). Lanuza est une spécialiste des plantes qui travaille sur les interactions plantes-pollinisateurs. Il s’intéresse particulièrement aux plantes et à leurs stratégies de reproduction. Son intérêt pour les plantes et leurs stratégies de reproduction s’est manifesté lors de sa deuxième année d’études en biologie lorsqu’il a participé à des recherches sur l’hétérostylie, un phénomène où une même espèce végétale a des fleurs avec des pistils et des étamines de longueurs différentes. Depuis lors, il a poursuivi ses recherches sur les stratégies de reproduction des plantes, en se concentrant sur celles qui favorisent la pollinisation croisée.
Dans une interview avec Botanique Un, Lanuza nous a expliqué pourquoi nous en savons plus sur les traits végétatifs que sur les traits reproductifs. Il soutient que les traits végétatifs sont plus faciles à mesurer, principalement parce que la plupart des espèces végétales ne produisent des fleurs et des fruits qu’à certaines périodes de l’année. De plus, les traits de reproduction peuvent changer au sein d’une même fleur au fil du temps, les organes se déplaçant dans différentes positions à mesure qu’ils grandissent et mûrissent. Cela signifie que nous n’obtenons souvent qu’un instantané qui peut ne pas représenter pleinement la réalité. Si cela ne suffisait pas, les chercheurs doivent encore faire face à l’immense variété d’espèces végétales et à la diversité des structures florales, ce qui rend difficile l’obtention de connaissances sur les traits de reproduction, d’autant plus que chaque espèce a des histoires de vie et des mécanismes de reproduction différents.
Conscients du manque d’informations sur les traits de reproduction des plantes et de nos connaissances sur la façon dont ils façonnent les interactions avec les pollinisateurs, Lanuza et ses collaborateurs ont mené une étude pour identifier les principaux traits de reproduction des plantes et évaluer comment la covariation de ces traits influence les réseaux de plantes. – les interactions pollinisateurs à l’échelle mondiale. Lorsqu’on lui a demandé comment l’idée de cette étude est née et quel était le plus grand défi dans sa réalisation, Lanuza a répondu que l’idée de cette étude est venue au cours de son doctorat.
Initialement, l’étude visait à évaluer comment la spécialisation – l’adaptation des plantes et des pollinisateurs par des traits physiques et comportementaux spécifiques pour travailler ensemble efficacement et assurer la pollinisation – variait le long d’un gradient latitudinal. Pourtant, l’auteur s’est demandé pourquoi ne pas inclure les caractéristiques des plantes, car ces caractéristiques pourraient expliquer d’éventuelles différences dans les interactions. Pour ce faire, Lanuza et son équipe ont dû faire face à un défi de taille : la qualité des données, car il existe beaucoup moins d’informations sur les traits reproductifs que sur les traits végétatifs. De plus, les traits des espèces peuvent varier selon les régions, il ne faut donc pas utiliser de données provenant de régions très différentes de la nôtre, car cela pourrait ne pas refléter la réalité du site d’étude.
Traiter les données manquantes, les standardiser et s’assurer qu’elles reflètent la réalité des réseaux d’interaction sont quelques-uns des problèmes que l’auteur a dû résoudre lors de l’analyse de chaque ligne de sa base de données finale. Au final, ils ont pu compiler et analyser les données de 28 études menées dans 18 pays différents pour un total de 64 réseaux d’interaction plantes-pollinisateurs.
Les chercheurs ont observé une corrélation entre le nombre de fleurs et plusieurs autres caractéristiques des plantes. D’une part, les plantes plus hautes ont tendance à produire des fleurs plus nombreuses et plus petites avec relativement moins d’ovules et des styles plus courts que les espèces herbacées plus petites. Par exemple, le cornouiller fleuri (Cornus floride) est un arbuste de 7,5 mètres de haut qui produit environ 10 000 fleurs, chacune d’environ 3 mm de large avec des styles de 3,5 mm et deux ovules. En revanche, le pétunia blanc sauvage (Pétunia axillaire), qui est une herbe d’une hauteur moyenne de 0,5 m, produit environ dix fleurs par plante, chacune de plus de 50 mm de large, avec des styles qui s’étendent jusqu’à 25 mm de longueur et plus de 200 ovules par fleur.
Les chercheurs ont également noté que les espèces à faible taux d’autopollinisation – ce qui signifie qu’elles reçoivent plus de pollen d’autres plantes que de leurs propres fleurs – ont tendance à avoir des fleurs plus nombreuses et plus grandes avec des styles longs que celles avec des taux d’autopollinisation élevés. Par exemple, Zuccagna punctata est une espèce auto-incompatible qui dépend entièrement de la pollinisation animale pour la production de graines. Il produit environ 1500 fleurs par plante et possède des styles de 20 mm de long. À l’opposé, la véronique américaine (Véronica peregrina) est une plante auto-compatible qui nécessite peu ou pas de pollinisation animale. Il a environ 20 fleurs par plante, atteint une hauteur de 0,2 m et possède des styles de 0,25 mm de long. Dans l’ensemble, ces observations mettent en évidence les relations complexes entre la quantité de fleurs, la taille, le nombre d’ovules, la longueur du style et les mécanismes de pollinisation utilisés par différentes espèces végétales.
Une autre découverte intrigante de l’étude était l’association entre le nombre de fleurs et les types de pollinisateurs impliqués. Les plantes avec un nombre élevé de fleurs avaient tendance à interagir davantage avec les coléoptères, les hyménoptères non-abeilles et les mouches, tandis que les plantes avec moins de fleurs avaient une fréquence plus élevée d’interactions avec les abeilles et les papillons. Ces résultats illustrent les stratégies évolutives employées par les plantes concernant l’utilisation des ressources pour produire des fleurs et attirer des pollinisateurs spécifiques. Les résultats suggèrent également que les abeilles présentent une préférence plus forte pour les plantes avec des niveaux accrus d’autonomie autonome et des styles plus grands, ce qui peut être attribué au potentiel d’un transfert de pollen plus efficace et à un risque réduit de compétition pollinique.
L’interaction complexe entre les stratégies de reproduction des plantes et les préférences de groupes de pollinisateurs spécifiques montrée par cette recherche met en évidence la dynamique complexe des interactions plantes-pollinisateurs et contribue à notre compréhension des mécanismes qui déterminent l’évolution des traits floraux et la coévolution entre les plantes et leurs pollinisateurs. .
Interrogé sur d’autres messages essentiels en plus de ceux de son étude, Lanuza souligne que les syndromes de pollinisation sont des concepts abstraits qu’il convient d’utiliser avec prudence, d’autant plus que les interactions plantes-pollinisateurs peuvent varier selon le contexte. Par exemple, les fleurs rouges dans la région tropicale sont généralement pollinisées par les oiseaux, tandis que dans les zones non tropicales, elles sont pollinisées par les abeilles. Il est important de souligner que d’autres facteurs interviennent dans cette relation, mais les syndromes floraux doivent être interprétés avec prudence, car ils ont des dimensions complexes.
Enfin, Lanuza estime qu’avant de répondre à de nouvelles questions, il est essentiel de collecter plus d’informations sur les traits de reproduction des plantes à différents endroits, c’est-à-dire de mener davantage d’études de terrain. Une attention particulière doit être accordée aux caractéristiques telles que la couleur, la phénologie et les ressources florales, car elles ont souvent été négligées, traitées comme des variables catégorielles et, surtout, peuvent varier d’un endroit à l’autre. Ce faisant, nous contribuerons à obtenir des données plus précises et de meilleure qualité sur les traits reproducteurs des plantes.
LIRE L’ARTICLE
Lanuza, JB, Rader, R., Stavert, J., Kendall, LK, Saunders, ME et Bartomeus, I. (2023) La covariation entre les traits de reproduction des plantes à fleurs façonne leurs interactions avec les pollinisateurs. Écologie fonctionnelle. https://doi.org/10.1111/1365-2435.14340
Victor HD Silva est un biologiste passionné par les processus qui façonnent les interactions entre les plantes et les pollinisateurs. Il se concentre actuellement sur la compréhension de l’influence de l’urbanisation sur les interactions plantes-pollinisateurs et sur la manière de rendre les espaces verts urbains plus favorables aux pollinisateurs. Pour plus d’informations, suivez-le sur Twitter : @another_VDuarte.
