Comment combattre les attaquants si vous êtes une plante ? Une façon est de construire une armure plus épaisse. Cela incite l'agresseur à développer de meilleures méthodes de pénétration dans votre peau, et vous ne pouvez raisonnablement pas le faire avec du matériel jeune et frais. Peut-être que vous pourriez développer des toxines pour protéger les herbivores, mais alors les herbivores développeraient une tolérance. Vous auriez donc besoin de toxines plus difficiles, ce qui augmente la sélection des attaquants pour les tripes capables de désarmer les poisons. Vous avez une plante qui investit plus de temps et d'énergie dans la synthèse de produits chimiques difficiles à combattre, et des herbivores qui développent des systèmes digestifs plus spécialisés pour désarmer ces défenses. Où s'arrête-t-il ?
La famille de l'apocyn (Apocynaceae) produit quelques poisons, dont des alcaloïdes pyrrolizidine (AP). Ce ne sont pas de simples produits chimiques à fabriquer et ils peuvent être dangereux, même pour les humains. Pour nous, les AP peuvent entraîner un cancer du foie au fil des ans, alors imaginez ce que cela pourrait faire à une minuscule chenille vivant sur une seule plante. Pourtant, il s'avère que certaines chenilles peuvent tolérer cette plante sans problème. La spécialisation leur a donné la capacité de survivre à la toxine. Pire encore, les Danainae, les asclépiades et les papillons à ailes claires, recherchent en fait cette plante.
Pour ces papillons, la course aux armements les a amenés à apprendre à utiliser les toxines à leur profit. Le chargement d'AP les rend toxiques pour les prédateurs, donc non seulement les plantes ne parviennent pas à combattre les chenilles, mais elles aident en fait à défendre leurs attaquants. Certains papillons utilisent même des AP lors de la parade nuptiale, pour attirer les femelles et créer plus de chenilles. Le résultat est que certaines plantes dépensent énormément d'efforts pour aggraver leur vie. Cela ne semble pas être une bonne idée.
Tatyana Livshultz et ses collègues ont enquêté sur ce problème. Ils ont cherché à savoir si ce qui se passe est que les plantes ont une pression sélective pour descendre leurs défenses et perdent la capacité de créer ces composés.
Ce qu'ils cherchaient, c'était la preuve d'une enzyme, l'homospermidine synthase (HSS), utilisée pour créer des AP. Ce qu'ils ont trouvé était hss orthologues, les séquences d'ADN ont évolué à partir d'un ancêtre commun, chez diverses espèces d'Apocynacées. Toutes ces espèces ne pourraient pas créer d'AP. L'examen des Apocynaceae montre qu'elle n'a évolué qu'une seule fois. Cela signifie regarder en arrière pour voir quel était le dernier ancêtre commun possible, donne un âge minimum pour le gène.
Alors qu'ils n'ont trouvé que des preuves d'une origine pour hss, Livshultz et ses collègues ont trouvé des preuves que les descendants ont indépendamment perdu des AP plusieurs fois. Ces événements sont cohérents avec l'hypothèse de désescalade.
L'un des problèmes avec la désescalade est que la raison pour laquelle une plante a développé la synthèse d'AP est probablement encore présente. La perte d'AP ne réduit pas seulement l'attirance pour les papillons Danainae, elle supprime également un effet dissuasif sur les herbivores généralistes. Livshultz et ses collègues ont une section de leur article demandant pourquoi tant de plantes qu'ils ont étudiées avaient des cardénolides et non des AP. Il serait intéressant d'avoir une étude approfondie des écosystèmes où les Apocynaceae ont perdu leurs AP, et de voir si cela est dû au fait que la synthèse et l'infestation de chenilles représentent un coût combiné plus important pour la plante que des défenses moins efficaces avec un plus large éventail d'herbivores.
Des armes plus nombreuses et plus grosses peuvent sembler un choix évident pour la défense. Cependant, les Apocynaceae semblent être capables de s'adapter à des situations changeantes et d'adopter l'approche la plus efficace pour réduire les dommages, plutôt que de simplement amplifier les tactiques actuelles et espérer que la prochaine fois sera différente.
