Bien que les effets de l’urbanisation sur le comportement animal soient largement étudiés, on sait peu de choses sur la façon dont la vie en ville influence les traits reproductifs des plantes. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Institut national d'études environnementales du Japon, récemment publiée dans Annals of Botany, a découvert des preuves que les environnements urbains peuvent entraîner des changements évolutifs dans les stratégies de reproduction des plantes.
L'équipe s'est concentrée sur Portulaca oleracea, une petite plante à fleurs communément appelée pourpier que l'on trouve dans tout le Japon. P. oleracea possède un système reproducteur unique dans lequel les plantes individuelles sont génétiquement prédisposées à produire soit des fleurs ouvertes pollinisées par les insectes (plantes chasmogames ou CH), soit des fleurs fermées autogames (plantes cléistogames ou CL). Cette double stratégie permet à l’usine de s’adapter aux différentes conditions environnementales. L'évolution et la prévalence de ces traits reproductifs en réponse à l'urbanisation ont été au centre de cette enquête.
Pour comparer les stratégies de reproduction entre les environnements urbains et ruraux, les chercheurs ont collecté des échantillons de graines provenant de dix populations de P. oleracea dispersées dans les zones urbaines de Tokyo et de dix populations de zones plus rurales. Ils ont cultivé les graines dans un jardin contrôlé et ont enregistré le type de fleur, le moment de la floraison et la production de graines pour chaque plante résultante. Le premier auteur Tomohiro Fujita en communication personnelle avec Annals of Botany a parlé des avantages qu'offre l'expérimentation de jardins communs pour comprendre l'impact de l'urbanisation sur les traits de reproduction. « Pour vérifier l'évolution, nous devons faire la distinction entre les changements génétiques et les changements environnementaux (c'est-à-dire la plasticité). Je crois que les expériences communes dans les jardins sont un moyen efficace de différencier les deux. il a dit.
Les résultats ont montré une nette différence entre les usines urbaines et celles de campagne. Les populations urbaines avaient beaucoup moins de plantes CH ouvertes qui dépendent des insectes pollinisateurs par rapport aux zones rurales, où les plantes CH ouvertes étaient plus courantes. Les plantes CL fermées, capables de s'autopolliniser sans avoir besoin de l'aide d'insectes, dominaient dans les villes.
De plus, les plantes CL des villes avaient tendance à fleurir et à produire des graines plus tôt dans la saison que leurs homologues rurales CL ou CH. Ils ont également produit en moyenne des graines plus lourdes. Les chercheurs pensent que ces caractéristiques aideraient les plantes à éviter le stress lié à la chaleur et à la sécheresse – deux pressions environnementales exacerbées en milieu urbain avec des microclimats plus chauds et une disponibilité moindre en eau.
« Nos résultats suggèrent que P. oleracea dans les zones urbaines évolue vers l’autofécondation », explique Fujita. "Bien que l'autofécondation puisse se propager au sein des populations en raison d'avantages à court terme tels que l'assurance de la reproduction, elle pourrait réduire le potentiel évolutif au niveau de la population et augmenter le risque d'extinction. Par exemple, si les conditions de croissance urbaine changent en raison du futur changement climatique, les individus à fleurs cléistogames pourraient avoir un faible potentiel évolutif et pourraient ne pas être en mesure de maintenir leurs populations. Je pense que des recherches supplémentaires sont nécessaires sur ce sujet.
En démontrant les changements reproductifs liés à l'environnement de la plante, l'étude révèle que l'urbanisation est un puissant moteur de changement évolutif dans les systèmes reproducteurs de plantes comme P. oleracea. Alors que les villes continuent de s’étendre et de modifier les habitats naturels, la compréhension de ces mécanismes d’adaptation devient cruciale pour prédire comment les espèces végétales réagiront à l’urbanisation future.
LIRE L'ARTICLE
Fujita T., Tsuda N., Koide D., Fukano Y. et Tomomi I. (2024) «La fleur ne s'ouvre pas en ville : Évolution des caractéristiques reproductives des plantes Portulaca oleracea dans les populations urbaines » Annals of Botany. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1093/aob/mcae105
