La vie amoureuse peut être rude pour de nombreuses espèces animales. D'une femelle féroce phalaropes et jacanas se battant pour les mâles les plus fiables pour élever leurs poussins, pour serpents mâles et araignées bloquant jalousement les voies reproductives de leurs partenaires avec des substances visqueuses ou même leurs propres pénis mutilés, pour les gourmands libellules et seiche Qui effacent le sperme de leurs rivaux préalablement stocké par les femelles lors des rapports sexuels : la lutte pour la descendance semble omniprésente dans le règne animal. Mais la zoologie n'est pas précisément le sujet principal de ce blog ; qu'en est-il des plantes ?

La vie sexuelle d'une plante est très différente de la nôtre. Tout d'abord, la plupart des plantes sont perpétuellement attachées au sol et incapables de se livrer à des combats acharnés pour trouver un partenaire. En effet, elles dépendent généralement de voisins mobiles – qu'il s'agisse du vent, de l'eau ou de divers pollinisateurs animaux – pour transporter leurs cellules reproductrices mâles, afin qu'elles puissent atteindre un ovule, fusionner avec lui pour former un embryon et finalement donner naissance à une nouvelle plante. Mais compter sur un visiteur tiers pour la reproduction comporte son lot d'incertitudes. Par exemple, les pollinisateurs peuvent visiter de nombreuses fleurs de différentes plantes en peu de temps et ainsi transporter des mélanges de pollen hétéroclites. Comment une plante peut-elle s'assurer que son propre pollen atteindra les parties femelles d'autres fleurs pour devenir père ?

On pourrait penser que les plantes doivent se contenter de stratégies plutôt passives pour accroître leurs chances de reproduction, comme produire plus de pollen ou de fleurs, ou se rendre plus attractives pour les pollinisateurs – autant d'actions qui demandent beaucoup d'énergie. Mais loin de là, une équipe de chercheurs brésiliens et sud-africains a récemment documenté un mécanisme passionnant de remplacement compétitif du pollen pour la première fois parmi les plantes à fleurs, similaire à l'extraction du sperme chez les animaux.

Leur espèce d’étude était Hypénie macrantha, une lointaine cousine sud-américaine de la menthe, de la lavande et du basilic. Lorsqu'elle se reproduit, cette herbe arbore ses magnifiques fleurs tubulaires rouges autour de son corps. Cerrado brésilien, attirant plusieurs espèces de colibris pour les aider à polliniser. Mais les liens étroits de cette plante vont bien au-delà de l'histoire classique de la pollinisation par les oiseaux. Le design élégant de ses fleurs apparemment délicates recèle un secret pour assurer la paternité : leurs anthères, les structures mâles porteuses de pollen, sont serrées à l'intérieur d'un lobe de pétale spécialisé qui se déclenche comme une catapulte lors de la visite d'un colibri, projetant le pollen avec force sur le bec de l'oiseau.

Ce type de stratégie de pollinisation explosive est appelé « pollinisation explosive ». Elle avait déjà été observée chez plusieurs lignées végétales pollinisées par toutes sortes d'animaux, comme Les orchidées et parents de la bruyère. Toutefois, Dr Bruce Anderson et ses collègues ont été les premiers à tester expérimentalement si la pollinisation explosive pouvait fonctionner pour éliminer le pollen rival des fleurs précédemment visitées du corps des pollinisateurs. 

Pour ce faire, ils ont pris quelques tiges fleuries de Hypénie macrantha Au laboratoire, ils ont simulé des visites florales à l'aide d'un crâne de colibri. Avant chaque essai, ils ont appliqué manuellement du pollen sur la zone du bec où la plante le déposerait naturellement, comme si le colibri se rendait à la fleur après avoir visité une autre plante de la même espèce, c'est-à-dire une concurrente potentielle. Ce pollen expérimental avait été préalablement marqué par des points quantiques fluorescents UV. une nouvelle technologie prometteuse qui permet de suivre les grains de pollen individuelsDe cette façon, les chercheurs ont pu compter et comparer le nombre de grains de pollen étiquetés attachés au bec avant et après qu'il ait été frappé par les propres charges des fleurs.

Leurs résultats sont remarquables. Les fleurs explosives ont éliminé près de deux fois plus de pollen marqué que les fleurs précédemment déclenchées. De plus, une plus grande quantité de pollen projeté avec précision par les anthères catapultées a entraîné une diminution du nombre de grains de pollen marqués restant sur le bec du colibri. Ceci suggère que la force de ses projectiles de pollen permet Hypénie macrantha pour déloger une grande partie du pollen concurrent transporté par ses pollinisateurs, conférant ainsi un avantage certain dans la quête de reproduction. Après tout, d'après les vidéos enregistrées par les auteurs, le mouvement balistique des anthères de cette espèce s'est avéré être l'un des mouvements végétaux les plus rapides jamais enregistrés !

Cette recherche ouvre la voie à une multitude de questions passionnantes sur la compétition reproductive et l'évolution des plantes. Par exemple, être hermaphrodite entraîne des problèmes que la plupart des animaux ne comprendraient jamais. Après leur phase mâle, parfois délicate, les fleurs de Hypénie macrantha Ils entrent dans une facette féminine plus discrète, espérant que les colibris apporteront le pollen d'autrui pour féconder leurs ovules et produire des graines. Les fleurs mâles compétitives d'une plante pourraient-elles ainsi interférer avec son propre objectif, tout aussi pertinent, de devenir mère ? En fait, une plante pourrait-elle rejeter son propre pollen si un colibri visite ses fleurs de manière séquentielle ? Ces oiseaux ont-ils vraiment envie de faire cela après avoir été frappés par la première fleur qu'ils visitent ? Et quelle est l'importance de ces batailles de pollen pour l'évolution de la pollinisation explosive ? 

La liste des questions pourrait s'allonger, mais il y a une chose dont nous pouvons tous être sûrs : la vie sexuelle des plantes est plus spectaculaire que nous le pensons, et elle ne cessera jamais de nous époustoufler. 

LIRE L'ARTICLE

Anderson, B., Sabino-Oliveira, A., Matallana-Puerto, C., Arvelos, C., Novaes, C., de Cario Calaça, D., Schulze-Albuquerque, I., Santos Pereira, J., Borges, J., de Melo, L., Consorte, P., Medina-Benavides, S., de Oliveira Andrade, T., Monteiro, T., Marcelo, V., Silva, V., Oliveira, P. et de Brito, V. (2024) Pollen Wars : la pollinisation explosive élimine le pollen déposé des fleurs précédemment visitées. Le naturaliste américain, 204(6), p. 616-625. Disponible à l'adresse : https://doi.org/10.1086/732797.

Andrés Pereira-Guaqueta

Andrés est un biologiste colombien passionné par les interactions plantes-animaux et désireux de partager ses connaissances scientifiques en dehors du milieu universitaire. Il termine actuellement son master à l'Université nationale autonome du Mexique. Ses principaux intérêts de recherche portent sur les relations entre les plantes à fleurs et leurs pollinisateurs animaux, et sur la façon dont elles réagissent à un monde en constante évolution. 

Traduction espagnole par Andrés Pereira-Guaqueta.

Photo de couverture: Hypénie macrantha par Mauricio Mercadante.