Les changements entre pollinisateurs sont fréquents dans l'évolution des plantes à fleurs et ont contribué à leur succès incroyable. Pour qu'un changement se produise, il doit y avoir une variation intraspécifique des traits floraux qui divergent pour s'adapter au nouveau pollinisateur. L'isolement reproductif introduit par le changement dans le temps fournit la base de la spéciation. Ces cas peuvent être subtils et difficiles à reconnaître et à étudier dans la nature.
Dans un nouvel article publié dans Current Biology, l'auteur principal Miguel Castañeda-Zárate et ses collègues ont enquêté sur orchidée des prairies d'Afrique australe Satyrium longicauda et la base de son passage de la pollinisation par les papillons à la pollinisation par les abeilles dans une certaine forme florale. Dans un seul site d'un kilomètre carré, les auteurs ont identifié six formes distinctes de la plante qui différaient par leurs traits floraux, notamment la longueur de l'éperon, le nombre et la position des feuilles et l'habitat.
L'observation a montré que cinq des formes étaient pollinisées par des papillons nocturnes, tandis que la sixième semblait être pollinisée par l'espèce d'abeille Reviviva neliana. Alors que les papillons de nuit recueillaient le nectar en plongeant leur trompe dans l'éperon à nectar et en recevant du pollen sur la trompe, les abeilles utilisaient leurs pattes antérieures pour sonder la fleur, recevant le pollen sur leurs pattes antérieures. Les auteurs ont confirmé que les visites d'abeilles avaient entraîné la pollinisation, constatant que les six morphes variaient de 79 à 90 % de nouaison.
Après une enquête plus approfondie, les chercheurs ont découvert que les abeilles ne récoltaient pas seulement du nectar, mais de l'huile florale, qu'elles récoltaient avec les poils de leurs pattes antérieures. Les six formes florales ont été testées positives pour la présence d'huile florale et toutes contenaient de la diacétine, un signal pour les abeilles collectrices d'huile, bien que la concentration de diacétine soit beaucoup plus élevée dans la forme pollinisée par les abeilles.
"La présence de traces de diacétine dans toutes les morphologies des papillons indique une possible pré-adaptation qui pourrait expliquer pourquoi les abeilles ont initialement visité des fleurs adaptées à la pollinisation des papillons", explique Castañeda-Zárate. "Pour qu'un changement de pollinisateur se produise, les fleurs ancestrales adaptées au pollinisateur original du papillon de nuit doivent d'une manière ou d'une autre être visitées par le nouveau pollinisateur. La présence de traces d'huile peut fournir une pièce du puzzle sur la façon dont cela s'est produit dans notre système d'étude.
Une autre différence chez la forme pollinisée par les abeilles réside dans la longueur et le contenu de son éperon. Ce dernier est presque dépourvu de nectar et sa longueur est légèrement, mais significativement, réduite, suggérant qu'il pourrait être vestigial dans le cadre du nouveau système de pollinisation. Castañeda-Zárate souligne que la perte d'éperons est rare dans l'évolution florale. « L'acquisition d'éperons est assez fréquente, mais leur perte est inhabituelle. L'explication darwinienne classique des longs éperons nectarifères s'appuyait sur un processus de coévolution avec un pollinisateur, au cours duquel les éperons et les pièces buccales du pollinisateur ont coévolué vers des longueurs toujours croissantes », explique-t-il. « Les éperons nectarifères sont également considérés comme une innovation clé associée à la diversification des plantes. »
L'avantage de la forme unique qui s'est déplacée vers la pollinisation par les abeilles pourrait être une concurrence plus faible pour les pollinisateurs ou une barrière reproductive contre les hybrides inaptes, bien que cela reste à démontrer. Ce travail met en évidence une voie évolutive possible vers la pollinisation des abeilles et démontre l'importance des pré-adaptations et de la chimie des récompenses comme sources d'inadéquation entre la morphologie et les pollinisateurs.
