De nombreuses plantes dépendent des pollinisateurs vivants – comme les insectes, les chauves-souris ou les oiseaux – pour leur reproduction. Pour attirer ces pollinisateurs, les plantes utilisent un large éventail de signaux, tels que la couleur, brillant, l'odeur et l'humidité pour les attirer. Et maintenant, un autre attractif peut être ajouté à la liste : la chaleur produite par le rayonnement infrarouge. Selon une nouvelle étude publiée dans Science par Valencia-Montoya et al.La chaleur est un signal de pollinisation ancestral qui attire les coléoptères vers les cônes reproducteurs depuis l'époque des dinosaures.
Valencia-Montoya et ses collègues se sont intéressés au rôle de la chaleur dans la reproduction des plantes car on sait que de nombreux animaux utilisent la chaleur pour localiser leurs proies, leurs hôtes ou les feux de forêt. Cela a soulevé la question de savoir si les animaux pourraient également utiliser les signaux thermiques pour se nourrir, notamment la nuit.
« Étant donné que la plupart des plantes thermogéniques commencent à chauffer au crépuscule et sont pollinisées la nuit, lorsque l'IR [infrarouge] est particulièrement visible, nous avons cherché à savoir si les pollinisateurs pouvaient utiliser l'IR comme signal de recherche de nourriture », écrivent Valencia-Montoya et al.
Les chercheurs ont décidé de tester cette hypothèse chez les cycadées, qui représentent collectivement plus de 50 % des espèces végétales thermogéniques et constituent la plus ancienne lignée vivante de plantes à graines pollinisées par les animaux.
Les cycadées sont des gymnospermes connues pour être pollinisées par des coléoptères depuis au moins le Jurassique. Ces coléoptères transportent le pollen des cônes mâles aux cônes femelles, présents sur des plantes mâles et femelles distinctes. Dans leurs recherches, Valencia-Montoya et al. ont choisi de se concentrer initialement sur la cycadée. Zamia furfuracée et ensuite étendre leur échantillonnage à travers le Zamia genre.
« Nous avons d'abord pris des images thermiques du cycas Zamia furfuracée « Pour confirmer que la production de chaleur se produit principalement dans les sporophylles des cônes libérant le pollen », écrivent Valencia-Montoya et al. Ils ont ensuite élargi le champ des espèces testées pour couvrir l’ensemble des espèces étudiées. Zamia et a constaté que la production de chaleur est toujours limitée aux organes impliqués dans la reproduction.
Il est intéressant de noter que la dynamique thermique différait entre les plantes mâles et femelles, ce qui suggère un rôle spécifique dans la pollinisation. De plus, la chaleur était produite selon un rythme quotidien, débutant l'après-midi et atteignant son maximum en début de soirée.
« Cônes mâles de Z. furfuracea « Les cônes femelles ont d'abord été chauffés puis refroidis, tandis qu'ils ont atteint leur pic de thermogenèse environ 3 heures plus tard », écrivent Valencia-Montoya. et al. « Cette observation nous a amenés à étudier la relation entre la thermogenèse des plantes et le comportement des pollinisateurs. »
Ils ont spécifiquement suivi le comportement du coléoptère. Rhopalotria furfuracea, qui pollinise Zamia furfuracéeDans le cadre d'une expérience en champ ouvert, des plantes mâles et femelles ont été placées à 50 m de distance et les mouvements des coléoptères ont été suivis à l'aide d'un colorant fluorescent ultraviolet.
Les coléoptères étaient attirés par la partie la plus chaude des cônes de pollen. De plus, des expériences complémentaires menées dans des cages contrôlées ont révélé que la fréquence de visite des coléoptères aux cônes mâles et femelles variait en fonction de la température des cônes, ce qui a conduit les chercheurs à formuler l'hypothèse que « la température des cônes pourrait agir comme un signal dynamique incitant les coléoptères à quitter les cônes de pollen [mâles] pour visiter les cônes d'ovulation [femelles] ».
Cependant, il restait possible que d'autres produits chimiques (composés volatils) ou l'humidité soient responsables des mouvements des coléoptères, plutôt que la chaleur en soit directement responsable.
Valencia-Montoya et al. ont donc créé des cônes modèles chauffés artificiellement et les ont placés près de cycas. Ils ont constaté que les coléoptères étaient davantage attirés par les modèles mâles et femelles chauffés que par les modèles témoins à température ambiante. Le rôle de la chaleur infrarouge comme signal d'attraction a été spécifiquement confirmé grâce à une expérience en enceinte ne permettant que la transmission de la chaleur infrarouge thermique, et non la chaleur par convection.
En poursuivant ses expériences sur les coléoptères eux-mêmes, Valencia-Montoya et al. a découvert que le coléoptère Pharaxonotha floridana Leurs antennes possèdent des régions thermosensibles qui réagissent à la chaleur infrarouge. La protéine TRPA1 s'est avérée responsable de la thermodétection infrarouge chez cette espèce.
« Ces expériences ont démontré que les coléoptères se déplacent activement entre les cônes mâles et femelles lors des épisodes thermogéniques », écrit Valencia-Montoya. et al. « Nous avons découvert que l’IR [infrarouge] est efficace à courte et moyenne portée, pour la publicité des cônes qui libèrent et reçoivent le pollen. »
La chaleur attire donc les coléoptères pour la pollinisation depuis l'apparition des premières fleurs, avant même les fleurs colorées que nous connaissons aujourd'hui – à une époque où les dinosaures régnaient en maîtres.
LIRE L'ARTICLE
Valence-Montoya, W., Liénard, M., Rosser, N., Calonje, M., Salzman, S., Tsai, C., Yu, N., Carlson, J., Cogni, R., Pierce, N. et Bellono, N. (2025) Le rayonnement infrarouge est un signal de pollinisation ancien. Science, 390(6778), p. 1164-1170. Disponible à l'adresse : https://doi.org/10.1126/science.adz1728.
Image de couverture: Cycad en carton (Zamia furfuracée) par ritylag / INaturalist CC BY-NC 4.0
