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Voici enfin notre deuxième article sur la coévolution des relations plantes-pollinisateurs ! Rappelons que la coévolution est un mécanisme qui rassemble deux populations distinctes (ici une espèce végétale et un pollinisateur) qui vont pouvoir évoluer ensemble en s'influençant l'une l'autre au cours de leur évolution. Adaptations morphologiques, ruses… tout est bon pour perpétuer ses propres gènes ! Pas de souvenirs ? Puis une petite vidéo pour tout résumer : Jonathan Drori parle de la communication dans les plantes ^[1] (qui n'est pas forcément basé sur le son...).

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Mais le lien est encore plus fort !

Dans certains cas, le mutualisme est si fort que les cycles de vie respectifs des plantes et des insectes sont complètement imbriqués. Un exemple majeur est le figuier. Les figuiers peuvent être monoïques ou dioïques (dans ce dernier cas, les fleurs mâles et femelles sont sur des arbres végétaux différents). La pollinisation ne peut se faire que grâce à une guêpe chaldicienne de la famille des Agaonides. Les fleurs sont totalement confinées dans les figues, il est donc impossible de permettre le transport du pollen si l'insecte ne pénètre pas dans les fruits. L'insecte peut alors se reproduire dans les figues, et ses descendants se nourrissent des nutriments du fruit. Les cycles de vie des insectes et des figuiers sont ainsi synchronisés, selon l'espèce de figuier : s'il s'agit de l'espèce monoïque ou dioïque.

Dans le cas des figuiers dioïques, certains arbres végétaux sont mâles et les autres sont femelles. Les figuiers mâles sont particuliers, car ils contiennent deux types de fleurs : des fleurs mâles mais aussi des fleurs femelles. Au printemps, la plante mâle attire une guêpe femelle (du genre Blastopphaga), qui a été fécondée et chargée de pollen d'un autre figuier. L'insecte peut frayer dans les figues puis mourir. Pendant quelques semaines, les larves de cette guêpe vont se développer dans la figue, consommant les nutriments nécessaires. Les mâles sont les premiers à éclore et peuvent féconder les femelles, prisonnières des galles (le pistil des fleurs femelles présentes chez le figuier mâle). Cette fécondation est le signal de maturité du figuier mâle, qui peut alors s'ouvrir. Les guêpes femelles, fécondées, peuvent donc quitter le figuier en passant par les fleurs mâles du figuier mâle et par conséquent être recouvertes de pollen. Plusieurs cycles peuvent se produire chez les figues mâles jusqu'à la mi-juillet lorsque l'attraction des insectes pour eux est terminée, remplacée par l'attractivité de la figue femelle. Les insectes femelles fertilisées et chargées de pollen, peuvent entrer dans les figues femelles pour frayer. Ce faisant, ils pollinisent la figue femelle : cependant, leurs œufs ne peuvent pas se développer. Chez certaines espèces de figuiers, un mimétisme chimique intersexuel ^[3] a lieu : les figuiers femelles, nocifs pour les pollinisateurs en raison de l'anatomie des fleurs qui ne permettent pas le développement des œufs, dégagent un parfum attrayant semblable à celui produit par les figues mâles. Ce parfum empêche les insectes de distinguer le sexe de l'arbre qu'ils visitent. Ainsi la majorité des insectes d'une population entière est trompée, et les figues femelles fonctionnent comme des pièges avec 95% des individus qui meurent sans laisser de progéniture. ^[2]&[4] Comment la population d'insectes réussit-elle à survivre d'une année sur l'autre ? Environ 5% des individus d'une population connaissent un développement tardif ; elles peuvent donc quitter le figuier mâle (en août pour les dernières) alors qu'elles redeviennent attractives, et par conséquent entretiennent la pérennité des pollinisateurs. Comme la population d'insectes est largement décimée chaque année, le mutualisme a été décrit comme instable.

Néanmoins il existe une seconde forme de mutualisme ; il s'agit du figuier monoïque pour lequel le mutualisme a été qualifié de stable. Ces arbres portent des figues contenant à la fois des fleurs mâles productrices de pollen et des fleurs femelles, contrairement aux figues dioïques. Comme pour les dioïques, un insecte femelle fécondé et chargé de pollen pénètre dans la figue pour pondre ses œufs et, en même temps, polliniser les fleurs femelles. Ces fleurs peuvent donner des graines, et en parallèle, une nouvelle génération d'insectes peut se développer. Les insectes mâles sont les premiers à éclore et peuvent aider les femelles à émerger, les fertiliser et creuser la figue fermée pour aménager un tunnel de sortie. Les insectes femelles peuvent alors s'échapper de la figue en chargeant à leur tour le pollen, tandis que les mâles meurent peu après avoir quitté la figue. Ce mutualisme est caractérisé comme stable, car les deux partenaires ont un avantage reproductif égal.^[2].

Ainsi, les exemples de coévolution entre une plante et un insecte pollinisateur sont nombreux et prennent des formes diverses.

Mais sommes-nous sûrs d'avoir encore affaire à une coévolution ? Faut-il nécessairement penser à la coévolution lorsqu'il semble qu'une plante et un insecte ont développé des moyens de communication au cours de leur évolution ? Une étude publiée en 2012 ^[5] pose cette question complexe. Les plantes Aracae ont développé un système de pollinisation impliquant des coléoptères ; ces coléoptères sont attirés par la plante qui produit des molécules chimiques habituellement utilisées par les insectes pour communiquer entre eux. Peut-on parler de coévolution ou simplement d'adaptation ? Développant une approche phylogénétique, l'équipe de recherche (Suisse) à l'origine de cette étude, a montré que les ancêtres de ces insectes utilisaient déjà de tels composés volatils pour communiquer durant le Jurassique, soit 40 millions d'années avant que les premières plantes d'aracées ne développent un mode de reproduction basé sur la pollinisation par les coléoptères. Il n'y a peut-être pas de coévolution ici, mais un bel exemple d'adaptation des plantes à un système de communication préexistant dans la population d'insectes. N'oublions pas que la coévolution s'appuie sur une base génétique forte qui permet de sélectionner un comportement susceptible de procurer à la plante un avantage reproductif et une meilleure aptitude.

Mais même si la coévolution n'a pas toujours lieu, la pollinisation croisée par les insectes reste un processus crucial pour nos sociétés humaines. Au début des années 2000, la notion de « service écosystémique » a émergé pour rendre compte de l'action positive des insectes pour la pollinisation, notamment en agriculture.^[6]. La perte de ce service écosystémique essentiel, conséquence dramatique de l'érosion de la biodiversité déclenchée par l'activité humaine, commence à être calculée et apparaît comme inestimable. Le risque encouru est énorme : il concerne en effet l'ensemble de notre approvisionnement alimentaire, ainsi que d'autres branches économiques. Cette prise de conscience a conduit à l'élaboration de programmes de conservation et d'évaluation des risques pour la biodiversité, comme le programme européen ALARM ^[7] programme (Évaluer les grands risques environnementaux pour la biodiversité avec des méthodes éprouvées) ; ce projet correspond au plus grand programme européen d'évaluation de la perte de biodiversité et s'est spécifiquement penché sur la question des pollinisateurs.

Références:

1. Conférence de Jonathan Drori pour Ted Talks http://www.ted.com/talks/lang/en/jonathan_drori_the_beautiful_tricks_of_flowers.html
2. Harry M., Génétique moléculaire et évolutive 2e édition, Maloine, 2008, pp 382-383
3. CLSoler C., Proffit M., Bessière J., Hossaert-McKey M. & Schatz B., Evidence for intersexual chemical mimicry in a dioecious plant, Ecology Letters Volume 15, numéro 9, pages 978-985, septembre 2012. DOI : 10.1111 / j.1461-0248.2012.01818.x
4. Anstett MC., Kjellberg F.(Directeur de thèse), Contraintes et libertés dans l'évolution des mutualismes figuiers/pollinisateurs, Travaux Universitaires – Thèse nouveau doctorat
   1994 [Note(s) : [73 p.]](bibl. : 137 réf.) (Année de soutenance : 1994) (No : 94 MON2 0184)
   
5. Schiestl FP, Dötterl S., L'évolution du parfum floral et des préférences olfactives chez les pollinisateurs : coévolution ou biais préexistant ?, Évolution Volume 66, numéro 7, pages 2042-2055, juillet 2012. DOI : 10.1111 / j.1558-5646.2012.01593.x
6. La biodiversité des pollisateurs est indispensable, http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/developpement-durable-1/d/la-biodiversite-des-pollinisateurs-est-indispensable_5425/
7. Site du projet ALARM http://www.alarmproject.net/alarm/