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La vie d’un couple de choc (2) !

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Voici enfin notre second article sur la coévolution dans les relations plantes-insectes pollinisateurs !

Rappelons que la coévolution est un mécanisme qui lie deux populations distinctes (ici une espèce végétale et un pollinisateur) qui vont pouvoir évoluer conjointement, en influençant mutuellement leur histoire évolutive respective. Des adaptations morphologiques aux tromperies en tout genre, tout est bon pour se tirer d’affaire en perpétuant ses gènes ! Pas de souvenirs ? Alors une petite vidéo pour vous résumer tout ça : Jonathan Drori vous parle de communication chez les plantes [1] (non, pas forcément sonore…).

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Mais il y a encore plus fort !

Dans certains cas, un tel mutualisme fait que ce sont les cycles de vie de la plante et de l’insecte qui s’en trouvent complètement imbriqués. Un exemple majeur est celui du figuier. Les figuiers peuvent être monoïques ou dioïques (dans ce dernier cas les fleurs assurant les fonctions mâle et femelle sont sur des arbres différents). Sa pollinisation ne peut se faire que par l’intermédiaire d’un hyménoptère chaldicien de la famille des Agaonides car ses fleurs sont totalement enfermées dans la figue, rendant impossible le transport du pollen si l’insecte ne pénètre pas dans celle-ci. L’insecte peut se reproduire dans la figue et ses descendants se nourrir des substances nutritives qu’elle contient. Les cycles de vie de l’insecte et des figuiers sont calés différemment dans le temps, en fonction de l’espèce de figuier : monoïque ou dioïque.

Des blastophages cherchant à entrer dans une figue pour polliniser les fleurs
Des blastophages cherchant à entrer dans une figue pour polliniser les fleurs – © Bertrand Schatz (CEFE)


Chez les figuiers dioïques, certains pieds sont mâles et les autres femelles. Les figues mâles sont particulières car elles contiennent deux types de fleurs : des fleurs mâles et des fleurs femelles. Au printemps les pieds mâles attirent une guêpe femelle du genre Blastophaga, fécondée et chargée du pollen d’une autre figue, qui vient alors pondre dans la figue mâle puis y mourir. Pendant quelques semaines, les larves de cette guêpe se développent dans la figue en y prélevant les substances nutritives nécessaires. Les mâles sont les premiers à éclore et peuvent féconder les femelles prisonnières des galles (les ovaires des fleurs femelles présentes dans la figue mâle). Cette fécondation correspond à la maturité de la figue mâle, qui peut alors s’ouvrir. Les guêpes femelles, fécondées, peuvent donc sortir de la figue en passant à proximité des fleurs mâles de la figue mâle et se couvrir du pollen de celles-ci. Plusieurs cycles peuvent avoir lieu dans les figues mâles jusqu’à la mi-juillet où l’attirance des insectes pour celles-ci est terminée, laissant place à l’attractivité majeure exercée par les figues femelles. Les insectes femelles, fécondés et chargés de pollen, pénètrent donc ces figues femelles, pour y pondre à leur tour. Ce faisant, elles pollinisent les figues femelles : cependant, leurs œufs ne pourront s’y développer. Chez certaines espèces de figuiers, un mimétisme chimique intersexuel [3] intervient en plus : les figuiers femelles, néfastes pour les pollinisateurs puisque l’anatomie de leurs fleurs ne permet pas le développement des œufs, émettent un parfum attirant similaire à celui des figuiers mâles, ce qui empêche les insectes de distinguer le sexe de l’arbre qu’ils visitent. Ainsi la grande majorité des insectes d’une population entière est trompée, et les figues femelles agissent comme des pièges puisque 95% des individus d’une population meurent sans qu’une progéniture puisse se développer.[2]&[4] Alors comment la population d’insectes parvient-elle à survivre d’une année sur l’autre ? Environ 5% des individus d’une population connaissent un développement tardif et sont en retard dans leur cycle, ce qui permet de faire coïncider leur sortie des figues mâles (au mois d’août pour les derniers) avec la reprise de l’attractivité des figues mâles, et donc d’entretenir la perpétuation du pollinisateur. Sa population étant largement décimée chaque année, ce mutualisme a été qualifié d’instable.

En revanche il existe une seconde forme de mutualisme, dite stable, chez le figuier monoïque. Ces arbres portent des figues contenant à la fois des fleurs mâles productrices de pollen et des fleurs femelles, contrairement aux dioïques. A l’instar de ces derniers, un insecte femelle fécondé et chargé de pollen pénètre dans la figue pour y pondre ses œufs, en pollinisant au passage une partie des fleurs femelles. Ces fleurs pourront donner des graines, et en parallèle, une nouvelle génération d’insectes pourra se développer. Les insectes mâles sont les premiers à éclore, ils peuvent alors aider les femelles à émerger, les féconder puis creuser la figue restée close pour aménager un tunnel de sortie. Les insectes femelles peuvent alors s’échapper de la figue en se chargeant à leur tour en pollen, tandis que les mâles meurent rapidement après leur sortie de la figue. Ce mutualisme est donc qualifié de stable, car les deux partenaires présentent un avantage reproductif égal.[2]

Ainsi donc les exemples de coévolution entre une plante et un insecte pollinisateur sont légion et ont pris des formes diverses et variées.

Mais est-on si sûr d’avoir toujours affaire à de la coévolution ? Est-ce que, parce qu’il nous semble qu’une plante et un insecte aient développé, au cours de leur évolution, des moyens de communiquer ensemble, il s’agit forcément d’une coévolution ? Une étude parue en 2012 [5] s’interroge : les plantes Aracae ont développé un système de pollinisation où elles attirent des coléoptères en diffusant des molécules chimiques utilisées par ces insectes pour communiquer et s’identifier. Mais s’agit-il d’une coévolution ou d’une simple adaptation ? L’équipe de chercheurs suisses, à l’origine de cette étude, a montré par une étude phylogénétique que les ancêtres de ces insectes utilisaient, dès le Jurassique, ces composés volatils pour leur système de communication, 40 millions d’années avant que les premières plantes du genre Aracae ne développent un mode de reproduction lié aux coléoptères. Ceci tendrait à montrer qu’il n’y a pas eu là coévolution, mais bien adaptation des plantes à un système de communication préexistant chez les insectes. Il ne faut donc pas oublier que la coévolution s’appuie sur une base génétique qui va permettre de sélectionner un comportement qui attribue un avantage reproductif à la population qui exerce cette pression de sélection.

Mais même si la coévolution n’a pas toujours eu lieu, la pollinisation entomophile n’en est pas moins un processus d’une importance cruciale pour nos sociétés. Depuis le début des années 2000, la notion de «service écosystémique» a émergé pour rendre compte de l’action positive de la pollinisation, notamment en agriculture [6]. La perte de ce service, liée à l’érosion de la biodiversité, conséquence directe de l’activité humaine, a commencé à être chiffrée, pour se révéler inestimable. Le risque encouru est immense : c’est en effet toute notre alimentation qui est en jeu, en plus d’autres branches économiques. Cette prise de conscience a, depuis au moins 10 ans, conduit à l’élaboration de programmes de préservation et d’évaluation comme le programme européen ALARM [7] (Assessing LArge-scale environment Risks for biodiversity with tested Methods), qui fut le plus grand programme en Europe d’évaluation de la perte de biodiversité et qui s’est particulièrement attaché à cette question de pollinisation.

Bibliographie :

  1. Conférence de Jonathan Drori pour Ted Talks http://www.ted.com/talks/lang/fr/jonathan_drori_the_beautiful_tricks_of_flowers.html
  2. Harry M., Génétique moléculaire et évolutive 2e édition, Maloine, 2008, pp 382-383
  3. C.L.Soler C., Proffit M., Bessière J., Hossaert-McKey M. & Schatz B., Evidence for intersexual chemical mimicry in a dioecious plant, Ecology Letters Volume 15, Issue 9, pages 978-985, September 2012. DOI: 10.1111/j.1461-0248.2012.01818.x
  4. Anstett M-C., Kjellberg F.(Directeur de thèse), Contraintes et libertés dans l’évolution des mutualismes figuiers/pollinisateurs, Travaux Universitaires – Thèse nouveau doctorat
    1994 [Note(s) : [73 p.]](bibl.: 137 ref.) (Année de soutenance : 1994) (No : 94 MON2 0184)
  5. Schiestl F.P., Dötterl S., The evolution of floral scent and olfactory preferences in pollinators: coevolution or pre-existing bias ?, Evolution Volume 66, Issue 7, pages 2042-2055, July 2012. DOI: 10.1111/j.1558-5646.2012.01593.x
  6. La biodiversité des pollisateurs est indispensable, http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/developpement-durable-1/d/la-biodiversite-des-pollinisateurs-est-indispensable_5425/
  7. site internet du projet ALARM http://www.alarmproject.net/alarm/