Nom : Orchidées

Nom scientifique: Famille : Orchidacées

Connu pour: Beauté, épiphytisme, apport d'arôme de vanille, pépins minuscules, mycorhizes, pollinisation trompeuse, mycohétérotrophie, usage médicinal, végétation du Krakatoa…

Record battu : La plante la plus confiante au monde…

La famille des orchidées, les Orchidaceae, est l'une des plus grandes familles de plantes à fleurs avec un nombre estimé d'espèces allant de 26,460 XNUMX [Martin Christenhusz et al.,‎ Plantes du monde : une encyclopédie illustrée des plantes vasculaires; Presse de l'Université de Chicago, 2017] à > 27,000]. Bien que cela signifie sans doute qu'il peut y avoir près de 27,000 XNUMX façons uniques d'être une orchidée, cet article devra se limiter à des généralisations. En particulier, je veux célébrer un trait que les orchidées montrent extrêmement bien, l'optimisme. Cet optimisme n'est pas seulement que les choses vont bien se passer, c'est en grande partie grâce à la confiance que de nombreuses orchidées ont en d'autres organismes font la bonne chose pour que l'orchidée puisse survivre. Cette nature confiante est illustrée par trois aspects importants de la biologie des orchidées qui englobent le cycle de vie complet.

Au départ : au destin (et aux champignons !) on fait confiance…

La plupart des graines sont libérées dans le monde avec d'abondantes réserves de nourriture pour s'établir en tant que nouvelles plantes indépendantes jusqu'à ce qu'elles puissent faire la photosynthèse et fabriquer leur propre nourriture. Les orchidées détiennent le record du monde pour avoir les plus petites graines connues. Généralement, leurs graines sont si petites qu'elles ressemblent à de la « fine poussière » et peuvent peser aussi peu que 0.3 µg (c'est moins d'un tiers d'un millionième d'un gramme !) pour Schomburgkia undulata (Carol Baskin et Jerry Baskin, Semences : écologie, biogéographie et évolution de la dormance et de la germination, Deuxième édition, Academic Press, 2014) *. Cette masse extrêmement faible est en grande partie due au fait que la graine d'orchidée n'a pratiquement pas d'endosperme - généralement pas d'endosperme (Baskin & Baskin, 2014), la tissu de réserve alimentaire que les graines plus typiques contiennent. L'absence de cet approvisionnement alimentaire intégré signifie que l'orchidée en germination et le développement des semis dépendent d'un externe Source de plats préparés. Et cette source est, aussi surprenant que cela puisse paraître, fournie par un champignon.

Or, un champignon est un organisme qui ne peut pas faire sa propre nourriture – par exemple via la photosynthèse ; il nécessite une source d'aliments biologiques prêts à l'emploi et est donc hétérotrophe (Vous n'êtes pas autotrophe, comme la plupart des plantes vertes). Comment un hétérotrophe peut-il subvenir aux besoins alimentaires d'une orchidée ? Dans certains cas, le champignon qui se nourrit d'orchidées peut exploiter directement les sources de nourriture organique dans le sol (Sarah Smith, New Phytologist 65: 488-499, 1966; est ce que je: 10.1111 / j.1469-8137.1966.tb05972.x). Dans d'autres, le champignon obtient ces matières organiques d'une autre plante à fleurs avec laquelle il entretient une relation symbiotique mutuelle (Baskin & Baskin, 2014). Ainsi, dans certains cas, une orchidée agit comme un parasite sur une autre plante à fleurs, bien qu'indirectement via un intermédiaire fongique ! Il existe également des preuves que certaines orchidées nécessitent la présence du bon champignon pour permettre la germination des graines en premier lieu (Baskin & Baskin, 2014). Nous avons donc la situation où la survie de notre orchidée ne dépend pas seulement de trouver le bon champignon pour développer le soi-disant mycorhize d'orchidée, mais sa survie continue jusqu'à ce qu'il soit indépendant, "auto-alimenté" [autotrophe], individu photosynthétiseur, dépend de la nourriture provenant d'une « nourrice » fongique – et, dans certains cas, en fin de compte, d'une autre « partenaire » de plante à fleurs involontaire.

Même lorsqu'elles sont photosynthétiques, certaines orchidées continuent d'obtenir une partie de leurs besoins en carbone organique auprès du partenaire fongique et ont donc une mixotrophe style de nutrition (Baskin et Baskin, 2014). Alors que de nombreuses orchidées n'exploitent le partenaire fongique pour se nourrir qu'aux premiers stades de leur développement, certaines ne deviennent jamais vertes et photosynthétiques (et donc autotrophes…) et « parasitent » le partenaire fongique tout au long de leur vie (Tikhonovich & Provorov, chapitre 14 dans Phytopathologie globale et moléculaire (éd. Youri Diakov et al.), Elsevier, 2007). Ces plantes à fleurs nutritionnellement atypiques sont appelées mycohétérotrophes [Baskin et Baskin, 2014]. La complexité des relations alimentaires orchidée-champignon est telle qu'elle a été considérée comme une prédation ou même un parasitisme de la part de l'orchidée (Baskin & Baskin, 2014) **.

La grande vie : dans (et sur !) les arbres auxquels nous faisons confiance…

Alors qu'un nombre appréciable d'orchidées sont des plantes typiques en ce sens qu'elles sont enracinées dans le sol et vivent littéralement au niveau du sol, beaucoup d'autres ont adopté un mode de vie beaucoup plus élevé. De tels membres peuvent généralement être trouvés à plusieurs mètres au-dessus de la surface du sol, perchés de manière quelque peu précaire sur les branches ou les troncs d'arbres. Les plantes vivant de cette manière sont appelées épiphytes. Il existe environ 28,000 XNUMX espèces de plantes épiphytes (Gérard Zotz, Plantes sur plantes - La biologie des épiphytes vasculaires, Printempsr 2016, p. 16) et « la plupart des épiphytes sont des orchidées et la plupart des orchidées sont des épiphytes » (Zotz, 2016, p. 37). Près de 19,000 70 espèces d’orchidées épiphytes sont connues, ce qui signifie non seulement que les Orchidacées représentent près de XNUMX % de toutes les épiphytes connues, mais que le même pourcentage d’espèces d’orchidées sont des épiphytes.

Ce mode de vie épiphyte présente de nombreuses globaux [Adibah et Ainuddin, Journal asiatique des sciences végétales, 10: 97-107, 2011; est ce que je: 10.3923/ajps.2011.97.107], la moindre n'est pas la séparation de la plante de sa source d'eau plus habituelle, le sol. Bien qu'éloignées du sol, les racines des orchidées épiphytes sont encore utilisées comme organes absorbant l'eau. Ici, ils obtiennent leur eau généralement de l'eau de pluie ou de l'humidité de l'air qui entoure l'orchidée aérienne, en utilisant un tissu spécialisé, le veille sur, dans ce but ***.

Un aspect de la nature confiante de ces plantes est illustré par le cas des orchidées épiphytes sans feuilles. Plutôt que d'exploiter d'autres formes de vie laborieuses et de « voler » leur nourriture riche en matières organiques et prête à l'emploi, ces orchidées ont développé capacité photosynthétique dans leurs racines. Démontrant ainsi la confiance dans la capacité des organes qui ont évolué dans un but à jouer un rôle entièrement nouveau, et ce à des rythmes qui peuvent soutenir le reste de la plante. Un autre des grands aspects de la confiance que l'orchidée démontre dans ce style de vie est que la perche sera stable et ne viendra pas s'écraser sur le sol et probablement endommager - peut-être même tuer - l'orchidée. Toutes les formes de vie ont besoin de soutien pour les aider tout au long de la vie, les orchidées épiphytes peut-être plus que la plupart…

Pollinisation trompeuse : en la luxure on se fie…

On peut dire que l'une des façons les plus fascinantes par lesquelles les orchidées démontrent leur confiance envers les autres espèces est pendant la pollinisation. De nombreuses orchidées dépendent de la services de pollinisation des insectes. Bien que ce ne soit pas différent de milliers d'oautres espèces de plantes à fleurs, certaines orchidées ont poussé cette dépendance à des niveaux extrêmes en exploitant le propre besoin de reproduction de l'insecte pour répondre aux besoins de reproduction de la plante.

Pour obtenir l’effet désiré, ces orchidées libèrent souvent des produits chimiques dans l’air qui sentent comme sexe d'insecte phéromonesCes composés sont détectés par les insectes mâles qui, les prenant pour des spécimens authentiques, recherchent la femelle de l'espèce d'insecte dont la présence est indiquée par cet indice olfactif. En suivant le signal olfactif en direction de l'orchidée, les insectes disposent alors d'indices visuels renforcés par la forme et la taille de la fleur qui ressemble à l'insecte femelle, et donc à un partenaire potentiel.

Non seulement ces fleurs ont l'odeur et l'apparence d'insectes femelles, mais elles peuvent aussi avoir la texture, et donc le toucher, d'insectes réels. L'illusion est telle que le mâle, plein d'espoir, tente souvent de s'accoupler avec la femelle. Bien qu'aucune reproduction d'insecte ne résulte de cette rencontre amoureuse, les structures polliniques de l'orchidée… pollinie – s'attacher à la tête de l'insecte mâle. L'insecte s'envole, avec les pollinies fermement attachées, et répète le processus de copulation insatisfaisant avec une autre fleur d'orchidée. Cette fois, le transfert des pollinies se fait de la tête de l'insecte vers les organes femelles de la fleur d'orchidée. Avec optimisme [plus d'optimisme d'orchidée !], le pollen transféré germera et la fertilisation suivra, ce qui entraînera la création de graines d'orchidées pour commencer la prochaine génération d'orchidées toujours optimistes. Le malheureux insecte continuera ses fausses rencontres sexuelles avec d'autres orchidées et, vraisemblablement involontairement, aidera l'orchidée à produire plus de progéniture. Ainsi, au moins un des « partenaires » dans ce « ménage à trois » obtient un certain succès reproductif ****. À juste titre, ce 'insecte faux-sexe' est appelé pseudo-copulation.

Là encore, la réussite d'une orchidée est intimement liée à la vie d'un autre organisme. Dans ce cas précis, la reproduction de l'orchidée est liée aux penchants sexuels de son insecte pollinisateur. Mais, ne l'oublions pas, le succès de cette pratique repose sur la capacité de la plante à se reproduire. de confiance que les insectes continueront d'être dupés dans leurs efforts sexuels par l'orchidée rusée !

En résumé : à tous les stades de leur cycle de vie, les orchidées dépendent de l'aide d'autres espèces, qu'il s'agisse de champignons, d'insectes ou d'arbres. Elles « font confiance » à la coopération continue d'être fournie au moment opportun, et c'est ainsi que l'orchidée optimiste survivra.

Ce que nous pouvons peut-être apprendre de tout cela, c'est que le succès d'une espèce est – souvent intimement lié – à celui d'une autre espèce. Peut-être devrions-nous, en tant qu'êtres humains, prendre exemple sur les orchidées, si confiantes, et reconnaître que nous survivrons probablement mieux en tant qu'espèce, en tant que membres d'une communauté riche en biodiversité sur cette planète.

* Non seulement les graines d'orchidées sont légères, mais elles peuvent être aussi courtes que 0.18 mm (Obéronie iridifolia), et jusqu'à 4 millions de graines peuvent être présentes dans une seule capsule (Cycloches ventricosum var. chlorochilon) (Baskin et Baskin, 2014). Et, de manière rajeunissante (et aussi optimiste…), de minuscules graines portées par le vent de quatre espèces d'orchidées terrestres ont été parmi les premières plantes à recoloniser Krakatoa, après la destruction de la flore de l'île par l'activité volcanique en 1883 (Baskin & Baskin, 2014).

** Ce qui montre également que juste parce que quelque chose s'appelle un mycorhize ne signifie pas nécessairement qu'il s'agit d'un arrangement mutuellement bénéfique pour les champignons et les plantes partenaires…

*** Le velamen, une innovation si importante qu'elle multifonctions comme un protecteur de rayonnement ultraviolet pour les tissus photosynthétiques des racines aériennes de l'orchidée épiphyte, et doit également être trouvé dans les racines d'orchidées non épiphytes et d'autres plantes monocotylédones terrestres...

**** Et, bien que ce degré de spécialisation pollinisateur, dans lequel l'avenir de l'orchidée est intimement lié à la fortune d'un insecte, puisse ressembler à l'équivalent orchidée de mettre tous ses oeufs dans le même panier, cette stratégie de pollinisation très spécifique est remarquablement efficace (Giovanni Scopece et al., Le naturaliste américain 175: 98-105, 2010; est ce que je: https://doi.org/10.1086/648555).

Enfin, si vous voulez plus d'orchidées dans votre vie (et qui ne le voudrait pas... ?), il n'est pas trop tard pour rattraper son retard sur Simon Pugh-Jones. 365 jours d'orchidées.