Pollinisateurs sauvages

Plantes et pollinisateurs, une histoire d’amour et de dépendance millénaire

Formes, odeurs, couleurs... Les plantes à fleurs ont développé des stratégies spectaculaires pour attirer les insectes indispensables à leur reproduction. Pour survivre, fleurs et pollinisateurs se sont ainsi influencés mutuellement au cours de centaines de millions d'années : une coévolution qui a façonné la diversité des espèces et illustre la complexité des équilibres de la nature.

Date: 30 novembre 2018
La sexualité des orchidées (c) C. Dirwimmer

Les orchidées du genre Ophrys ont adopté un leurre subtil : leurs pétales imitent l’apparence et exhalent même l’odeur des femelles de leurs pollinisateurs. Une ruse qui attire les mâles dans leurs corolles, où les attendent des paquets de pollen collant. Cette stratégie spectaculaire des Ophrys illustre comment plantes à fleurs et insectes pollinisateurs ont coévolué à travers les millénaires pour assurer leur survie.

Au cours de l’évolution, les plantes dépendantes des pollinisateurs ont dû développer ainsi des caractéristiques attractives pour les insectes de leur environnement. Plus les plantes à butiner sont nombreuses sur un même secteur, plus elles entrent en concurrence. Pour perdurer, il leur faut se transformer afin de se démarquer de leurs voisines, en jouant la carte de la séduction (couleurs, odeurs, sécrétion de nectar…), voire de la duperie.

Deux stratégies ont été adoptées : les plantes généralistes facilitent leur accès à un très grand nombre d’espèces de pollinisateurs, tandis que les plantes spécialistes vont fidéliser un certain type de butineur (avec un succès reproductif plus élevé). Ce processus de fidélisation peut atteindre une étape ultime : l’hyper spécialisation, lorsqu’une plante et son pollinisateur ne peuvent plus survivre l’un sans l’autre.

C’est le cas des figuiers, pollinisés uniquement par les guêpes agaonides. L’anatomie de ces insectes s’est adaptée spécifiquement aux figuiers. Les femelles agaonides ont même des ailes détachables afin de pénétrer dans le petit orifice de la « fleur inversée » du figuier (celle-ci pousse à l’envers, à l’intérieur d’un réceptacle charnu formant ensuite la figue).

La sexualité des orchidées (c) C. Dirwimmer

Les orchidées imitent l’apparence et le parfum des femelles de leurs pollinisateurs. © C. Dirwimmer

Coévolution et séduction une histoire vieille comme le monde

Selon les chercheurs, les relations entre insectes pollinisateurs et plantes remontent à l’époque des dinosauresSelon une étude publiée en 2012 dans la revue Proceedings of the National Academy of SciencePNAS. Des fossiles d’insectes minuscules, couverts de pollen, ont pu être identifiés dans des morceaux d’ambre datant du Crétacé (il y a 100 millions d’années). Ces parasites, des thrips, pollinisaient les plantes à graines (gymnospermes), comme les conifères, majoritaires sur la planète à cette époque, et disposant d’un système de reproduction rudimentaire.

Au fil des siècles, les plantes à fleurs (angiospermes), au système reproductif très élaboré, ont finalement pris le dessus et rapidement dominé le monde végétal (elles représentent aujourd’hui près de 9 plantes sur 10). Nécessitant pour la plupart l’aide des insectes afin d’être fécondées, les angiospermes se sont diversifiées et adaptées au fil du temps.

Des indicateurs à pollinisateurs

En observant les caractéristiques d’une fleur, il est possible de déduire quels insectes réalisent sa pollinisation. Les scientifiques parlent « d’indicateur à pollinisateurs ».

Les fleurs qui ont développé un tube profond (éperon) sont pollinisées par des papillons avec de longues trompes pouvant atteindre le fond de la corolle où se trouve le nectar. À l’inverse, les inflorescences peu profondes et bien exposées, comme le tournesol ou les marguerites, sont pollinisées par des abeilles domestiques ou des syrphes (mouches) ayant une langue plus courte.

Les butineurs sont aussi sensibles à la forme des fleurs et de leurs pétales. Les abeilles préfèrent les pétales étroits, tandis que les bombyles seront plus attirés par les pétales ronds. En revanche, plus les fleurs sont grandes, plus elles sont visibles pour les abeilles. Les petites fleurs compensent leur handicap en se perchant sur de longues tiges mobiles animées par le ventJürgen Tautz. L’Étonnante abeille. De Boeck. 2009. . Quant aux grosses abeilles et aux papillons, ils visiteront plus régulièrement les fleurs à large corolle.

Les fleurs pollinisées par des coléoptères sont souvent aplaties, le pollen étant plus facilement accessible pour ces insectes peu agiles. En outre, les ovaires de la plante sont dans ce cas généralement bien protégés des pièces buccales de ces mâcheurs redoutables, parmi lesquels on trouve le scarabée du rosier.

Des pièges, de la duperie et des pots de colle

Chez les orchidées, des éléments morphologiques mobiles facilitent la pollinisation. Les étamines en cloche, par exemple, se rabattent sur le dos du butineur pour y déposer le pollen. Les fleurs peuvent aussi inclure des pièges pour garder l’animal plus longtemps. Confiné, l’insecte va se débattre et les pollinies (masse gluante de pollen agglutiné) se colleront sur son corps. Une fois sorti, l’animal ira féconder à son insu le pistil de la fleur suivante.

On l’a vu, les orchidées Ophrys utilisent, elles, un leurre morphologique sexuel. Leur labelle (pétale modifié) imite l’abdomen de la femelle du pollinisateur ciblé, et peut même émettre, par ses osmophores (glandes qui sécrètent les substances volatiles à l’origine de l’odeur des fleurs), une odeur proche de celle de la femelle. Ce leurre va attirer les insectes mâles, qui tenteront de s’accoupler à la fleur, et se trouveront couverts de pollen.

La coévolution se cache aussi dans des détails microscopiques, comme la paroi externe du grain de pollen, tapissée de matière adhésive, qui s’est adaptée pour se coller aux insectes. Elle est tapissée par une substance graisseuse, le manteau pollinique. De consistance gluante, elle recouvre les grains de pollen de la majorité des fleurs pollinisées par les animaux et est fortement réduite, voire absente, chez les autres. Elle favorise aussi la cohésion des pelotes de pollen confectionnées par l’abeille.

La couleur comme signalétique

Les fleurs ont développé toute une panoplie de couleurs pour communiquer visuellement avec les insectes. Chaque famille de pollinisateur a une sensibilité particulière :

  • Les papillons de jour ont tendance à être plus attirés par les fleurs bleues, violettes ou roses, tandis que les papillons de nuit perçoivent mieux les fleurs blanches, qui reflètent la lumière de la lune.
  • Les diptères, notamment les syrphes, apprécient les fleurs jaunes.
  • Les abeilles et les bourdons possèdent une sensibilité propre aux ultra-violets, les fleurs ayant développé de leur côté des dessins réfléchissant les UVJürgen Tautz. L’Étonnante abeille. De Boeck. 2009. .
  • Les abeilles distinguent en particulier le vert et le bleu ainsi que le blanc, qui les attireront plus que les fleurs rouges (qu’elles voient noires).

De plus, les chercheurs ont découvert que les fleurs possédaient des taches ou des lignes qu’ils ont appelées « guides à nectar ». Elles permettent à l’insecte de détecter le nectar ou le pollen selon son régime alimentaire. Ces guides sont souvent de couleur ultra-violette et donc invisibles pour les humains.

Les guides à nectar peuvent varier en fonction des espèces et des circonstances. Ainsi, chez le marronnier, le centre des fleurs fraichement écloses est de couleur jaune ; puis une fois les fleurs fécondées, il devient rouge et donc invisible pour les insectes.

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Les « guides à nectar », taches ou lignes sur les pétales, permettent à l’insecte de détecter le nectar ou le pollen. © POLLINIS

Des parfums enivrants

Certaines fleurs sont dotées de dispositifs olfactifs hautement spécialisés pour attirer un type de pollinisateur. Une même espèce de fleur peut secréter des odeurs différentes selon l’altitude, la température ou encore l’humidité, pour s’adapter aux pollinisateurs de son milieu. Les odeurs, pas toujours perceptibles par les humains, sont sécrétées par différentes parties de la plante (pollen, nectar, pétale) qui sont des indicateurs pour les insectes. Lorsque ceux-ci sont odorants, ils renseignent le pollinisateur sur la disponibilité en nourriture, limitant les visites inutiles sur les fleurs immatures et celles déjà pollinisées.

Ce mécanisme est d’autant plus important lorsque les fleurs sont pollinisées la nuit, car leurs couleurs ne sont pas perceptibles. Ainsi, la petite orchidée Angraecum didieri sécrètera un fort parfum au crépuscule qui attirera les papillons de nuit.

Les hyménoptères – dont les méliphages, amateurs de parfums sucrés – sont friands d’odeurs que les humains qualifieraient d’agréables. À l’inverse, certaines mouches sont attirées par des odeurs nauséabondes : excréments ou cadavres d’animaux. Les plus grosses fleurs du monde, les Rafflesia, en ont tiré parti en secrétant des odeurs de viande en décomposition.

Un chauffage maison

Certaines fleurs, telles les arums, possèdent un organe chauffant de forme allongée, le spadice. Cette évolution morphologique attire des insectes pollinisateurs à la régulation thermique interne comme les coléoptères, ou nécrophages comme les mouches à la recherche de cadavres pour y pondre leurs œufs.

Ainsi, dans les régions tropicales, le spadice du Philodendron solimoesence diffuse de la chaleur qui permet à ses pollinisateurs d’économiser leur énergie tandis qu’ils s’activent dans la chambre florale. Un autre exemple est celui de l’arum mange-mouches (Helicodiceros muscivorus) dont le spadice diffuse chaleur et odeur de cadavre pour attirer les mouches nécrophages dans l’antre de la fleur où, piégées, elles s’imprègnent de pollen et/ou le déposent sur les stigmates.

Cette même morphologie en spadice a été sélectionnée chez le chou puant du Canada dont le spadice chauffe pour percer la neige et attirer, grâce à sa chaleur et à l’odeur de décomposition qu’il exhale, les insectes charognards qui vont le polliniser.

Une attraction magnétique

Des chercheurs de l’université de Bristol ont découvert en 2013 que les plantes possèdent une faible charge électrique négative. Celle-ci va permettre aux grains de pollen de se fixer sur les poils de l’insecte pollinisateur, chargés positivement, comme sur un aimant. Une fois en contact avec l’insecte, la fleur dégage un champ magnétique, plus ou moins puissant selon la concentration de nectar ou du nombre de grains qu’elle possède. Les insectes semblent être attirés par la charge électrique de la plante, en fonction de son intensité et donc de la quantité de nourriture disponibleDetection and learning of floral electric fields by bumblebees Étude de 2013 . Une fleur qui vient d’être visitée sera moins chargée électriquement, et donc moins attirante pour les pollinisateurs.

Poils et trompes, des insectes adaptés aux fleurs

En coévoluant avec les plantes, certains pollinisateurs ont développé des caractéristiques adaptées à leur mode de récolte du pollen et/ou du nectar sur les fleurs. Des trompes ou de longues langues pour aspirer le nectar, des poils drus pour accrocher le pollen à leur corps, des outils de récolte et de stockage qui n’abîment pas les fleurs…

Cela est particulièrement flagrant chez les abeilles. Les pattes arrières de l’abeille ouvrière domestique sont équipées de brosses ou peignes à pollen, lui permettant de rassembler les grains accumulés sur son corps. Elle les regroupe ensuite dans ses corbeilles, situées également sur ses pattes arrières, où se forment les pelotes de pollen.

L’abeille sauvage à culotte, qui est équipée d’une sorte de culotte de poils au niveau des pattes, peut ainsi stocker d’un coup une grande quantité de pollen en un minimum de temps, car elle ne butine que des fleurs ouvertes le matin, comme la chicorée sauvage qui se referme à midi.

Au cours de millions d’années d’évolution, plantes et insectes ont adapté leur morphologie et ont même développé des moyens de communication originaux pour interagir, s’apporter des bénéfices mutuels et survivre. Mais ces équilibres sont fragiles, et les bouleversements actuels (pollutions, destructions des habitats, changement climatique, etc.) surviennent bien trop rapidement pour que ces espèces aient une chance de s’y adapter. Le déclin actuel des pollinisateurs (40 % des espèces documentées sont menacées d’extinction et 70 % des insectes volants ont disparus ces 30 dernières années) doit être enrayé de toute urgence, au risque de voir disparaitre des maillons essentiels de la biodiversité, et s’effondrer des écosystèmes entiers.

FAIRE VOYAGER SON POLLEN SANS INSECTES

 

Presque toutes les plantes à fleur sont pollinisées par des animaux, principalement des insectes (entomogamie). Mais en zone tropicale, ce sont aussi certains oiseaux, reptiles et chauves-souris qui transportent le pollen. Les fleurs pollinisées par les oiseaux sont souvent roses ou rouges, des coloris bien perçus par ces derniers. En retour, les oiseaux pollinisateurs, comme le colibri ou le souimanga, ont un bec long et fin qui leur permet de puiser le nectar.

 

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Par ailleurs, dans le monde végétal, environ 10 % des espèces de plantes (essentiellement des plantes à graines ou gymnospermes) s’en remettent au vent pour le transport de leur pollen. C’est l’anémogamie). Ce mode de dispersion étant aléatoire, il implique une production massive de grains légers de pollen, et des récepteurs plus larges.

 

N’ayant pas besoin d’attirer les pollinisateurs, ces plantes ne sont pas ornées de couleurs vives. Ce système de reproduction est relativement coûteux en énergie (grande production de pollen), mais moins risqué : les fleurs sont des organes fragiles, sensibles aux agressions extérieures.