Les pétales colorés sont fantastiques pour attirer les pollinisateurs, mais parfois une couleur particulière signifie certaines conditions environnementales. L'un des exemples les plus connus est l'hortensia. Les fleurs sont roses sur les sols alcalins mais bleues sur les sols plus acides.
Certaines des conditions environnementales connues pour entraîner un changement de pigmentation (pas seulement autour des fleurs) sont la sécheresse, les températures extrêmement chaudes et les rayons UV. Les pigments anthocyanes peuvent protéger les tissus végétaux contre les dommages tissulaires causés par la lumière UV, ou des pigments floraux plus foncés pourraient augmenter la température de la fleur qui agit comme un signal pour certains pollinisateurs. Ces adaptations sont connues à l'échelle locale, mais on ne sait pas grand-chose de l'évolution du changement de couleur des fleurs à l'échelle macro.
Dr Dena Grossenbacher et des collègues de la California Polytechnic State University et du California Botanic Garden ont étudié si le changement de couleur des pétales dû aux conditions environnementales avait évolué à une échelle macro-évolutive dans la famille très diversifiée des fleurs de singe (Phrymaceae). Le Dr Grossenbacher travaille avec les fleurs de singe depuis plus d'une décennie. Dans leur dernière étude, les chercheurs ont découvert que deux espèces de fleurs de singe avaient plus de fleurs roses à des endroits avec moins de précipitations. Une comparaison plus large de 56 espèces n'a pas trouvé de modèle évolutif global dans la pigmentation des fleurs et les conditions environnementales.
Tout d'abord, les chercheurs se sont concentrés sur deux espèces de fleurs de singe, Décoloration de l'érythranthe et Diplacus mephiticus, qui sont connu pour avoir des fleurs de différentes couleurs autour de la Californie.
Les scientifiques ont enregistré les couleurs des pétales de 14 populations de E. se décolorer Sur le terrain. Comme D. méphiticus les populations s'étendent sur des centaines de kilomètres de la Sierra Nevada au Grand Bassin du Nevada, les chercheurs ont examiné plus de 160 spécimens d'herbier pour cette espèce plutôt que de faire des excursions sur le terrain. Les scientifiques ont cartographié six conditions environnementales liées à la température, aux précipitations, au rayonnement UV-B et à l'altitude et ont recherché des corrélations entre la couleur des fleurs et les conditions abiotiques extrêmes. L'équipe a noté les états de couleur comme «présence d'anthocyanes» (rouge, rose et violet) et «pas d'anthocyanes» (jaune, orange et blanc).
Deuxièmement, Grossenbacher et ses collègues ont colocalisé des séquences d'ADN de 56 espèces appartenant à Érythranthe et Diplôme genres et à nouveau noté si l'anthocyanine était présente ou non. Une analyse phylogénétique a testé si l'évolution des anthocyanes était corrélée aux conditions environnementales parmi les espèces apparentées.
Les pigments floraux étaient en corrélation avec toutes les conditions environnementales pour Diplôme espèce. Les couleurs roses se sont produites dans les zones plus fraîches avec moins de précipitations et moins de rayonnement UV que les populations à fleurs jaunes.
Cependant, pour E. se décolorer, seule la précipitation semble expliquer la présence d'anthocyanes. Fleur rose Érythranthe les espèces occupaient des zones avec moins de précipitations que celles à fleurs jaunes.
Alors que dans l'ensemble, il n'y avait pas de signal phylogénétique dans la couleur des fleurs et les traits climatiques parmi les 56 espèces, il y avait un signal phylogénétique dans Érythranthe. Grossenbacher et ses collègues ont trois théories expliquant pourquoi il n'y a aucune preuve claire de modèles macroévolutifs dans la pigmentation des pétales de fleurs de singe.
"Premièrement, malgré le rôle des anthocyanes florales dans la tolérance au stress, il se pourrait que la sélection médiée par les pollinisateurs soit l'agent le plus puissant à l'échelle macroévolutive où elle peut conduire à l'isolement reproductif, à la spéciation et à la divergence de la lignée", ont écrit Grossenbacher et ses collègues.
"Deuxièmement, peut-être que le rôle des anthocyanes dans la tolérance au stress opère le plus souvent sous la sélection d'équilibrage dans des environnements très hétérogènes, plutôt que sous la forme d'une sélection directionnelle."
"Enfin, parce que la couleur des fleurs est un trait conservé chez les fleurs de singe, il se pourrait qu'il y ait simplement une faible puissance pour détecter l'évolution corrélée entre la couleur des fleurs et les traits abiotiques dans ce système."
Cette étude espérait trouver une réponse simple à la question de savoir si les changements de couleurs des pétales sont motivés par les conditions environnementales et s'il s'agit d'un trait qui a évolué à une échelle macroévolutive. Au lieu d'un schéma évolutif clair, les chercheurs ont trouvé des preuves que les fleurs roses sont un signe de tolérance à la sécheresse. Des expériences futures pourraient révéler l'effet de la sécheresse sur la pigmentation des fleurs chez les mêmes ou d'autres singes.
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