Les angiospermes, les plantes à fleurs, sont étonnamment diverses. Mais qu'est-ce qui pousse les pressions de sélection à créer cette diversité ? Une explication est la Grant-Stebbins modèleCe modèle considère la pollinisation comme un processus de sélection. De nombreuses fleurs ont besoin de pollinisateurs. En leur absence, les plantes ne sont pas pollinisées et ne se reproduisent pas. Cela signifie que les plantes doivent vivre dans les zones de présence de leurs pollinisateurs. Les plantes qui évoluent pour attirer davantage de pollinisateurs auront plus de succès. Les fleurs évoluent donc constamment pour attirer les visiteurs.

C'est une idée intéressante, mais comment la tester ?

Newman, Anderson et Johnson ont enquêté sur l'usine sud-africaine Disa ferruginée pour leur papier 'Adaptation de la couleur des fleurs chez une orchidée mimétique'. Il s'agit d'un travail astucieux basé sur une orchidée mimétique. Disa ferruginée ne perd pas de temps à produire une récompense pour les insectes en visite, mais cela signifie qu'il n'y a aucune raison évidente pour qu'un pollinisateur veuille visiter. Plutôt D. ferruginea ressemble aux fleurs des autres plantes nectarifères. Ce qui rend D. ferruginea Le plus étrange, c'est que la plante ne ressemble pas toujours à la même. À l'ouest, ses fleurs sont rouges, à l'est, orange.

Newman et al. Ils ont pensé que les pollinisateurs sélectionnaient peut-être les plantes les plus proches des espèces nectarifères. Ils ont donc mené une expérience. Ils ont échangé des orchidées : des orchidées orange ont été trouvées à l'ouest et des orchidées rouges ont été déplacées à l'est. Ils ont ensuite observé le résultat.

Le seul insecte qui pollinise D. ferruginea est un papillon Aeropetes tulbaghia. Effectivement, ils ont constaté qu'à l'ouest, on avait tendance à ignorer les plantes oranges et à s'en tenir aux orchidées rouges. À l'est, on a ignoré les orchidées rouges et conservé les fleurs oranges. Sur les deux sites, ce sont les orchidées qui ressemblaient le plus aux plantes porteuses de récompenses qui attiraient les pollinisateurs ; il y avait donc une preuve que la sélection des pollinisateurs était en cours.

Je suppose que l'expérience de suivi consisterait à déplacer les papillons d'une aire de répartition à une autre, mais je n'ai aucune idée de la façon dont vous parviendriez à les équiper d'émetteurs radio pour les suivre.

Ce n’est pas le seul test de Grant-Stebbins.

Ellis et Johnson (le même Johnson mentionné ci-dessus) ont publié un article «L'évolution de la variation florale sans changement de pollinisateurs dans Gorteria diffuse (Astéracées)'. Gorteria diffuse est une marguerite sud-africaine généralement pollinisée par la mouche des abeilles Mégapalpus capensis. Ellis et Johnson ont trouvé quatorze variétés différentes de G. DiffuseChacune des formes semble héréditaire, et non une adaptation plastique à l'environnement, mais ils n'ont pas pu identifier quatorze scénarios de pollinisation différents. Si la pollinisation n'est pas la force sélective, que se passe-t-il ? Ellis et Johnson citent d'autres travaux qui soutiennent que la survie des plantes ne se limite pas à la pollinisation. Par exemple, une fois les graines récoltées, il faut s'assurer qu'au moins certaines d'entre elles parviennent à échapper aux prédateurs pour germer. De plus, même si l'on souhaite qu'une fleur soit appétissante pour un pollinisateur, souhaite-t-on vraiment attirer de plus gros herbivores qui se contenteront de la dévorer ?

C'est clairement un problème qui nécessite davantage de recherches, et un numéro spécial sur la spéciation induite par les pollinisateurs est en préparation. Annals of Botany. Les premiers articles sont disponibles en accès avancé aux abonnés, y compris 'Les distributions des pollinisateurs sous-tendent-elles l'évolution des écotypes de pollinisation dans l'arbuste du Cap Erica plukenetii?' par Van der Niet, Pirie, Shuttleworh, Johnson et Midgley. Oui, le même Johnson.

Erica plukenetii est un arbuste qui pousse jusqu'à la taille, si votre taille est généralement à 90 cm au-dessus du sol. Vous pouvez le trouver sur les pentes des montagnes sud-africaines, mais vous le trouverez avec plus d'un pollinisateur. Le typique E. plukenetii a une corolle (ensemble de pétales) de longueur moyenne. Ceux-ci sont pollinisés par le souimanga à poitrine orange (Anthobaphes violacée). Un souimanga est aussi gros qu'un colibri, car c'est un petit oiseau nectarivore. La différence est qu'il a tendance à se percher pour se nourrir plutôt que de planer.

Le Souimanga à poitrine orange n'est pas le seul pollinisateur de E. plukenetii. Dans le nord de leur aire de répartition, les plantes sont pollinisées par des souimangas malachites (Nectarinia famosa). Les souimangas malachites ont un bec plus long et le E. plukenetii dans cette région ont des corolles plus longues. Au centre de leur gamme, il y a aussi une variété de corolle plus courte de E. plukenetii et ce n'est pas pollinisé par les oiseaux. Au lieu de cela, il est pollinisé par un papillon. Cela signifie qu'il y a trois façons de polliniser E. plukenetii et ils semblent s'être développés à partir de la forme intermédiaire. Comment cela s'accorde-t-il avec le modèle Grant-Stebbins ?

Van der Niet et al. Je soutiens que la plante à corolle longue correspond parfaitement au modèle de Grant-Stebbins. Plus on va vers le nord, plus les souimangas à poitrine orange se raréfient et les souimangas malachites se multiplient. Les fleurs les mieux adaptées aux souimangas malachites produiront donc davantage de descendants. La sélection des pollinisateurs est ici pertinente. Qu'en est-il des plantes à corolle courte ?

Ces espèces se situent au milieu de l'aire de répartition, mais les Souimangas à poitrine orange y sont déjà nombreux ; il n'a donc pas été nécessaire de les modifier pour les attirer. En fait, elles ont évolué pour s'éloigner des pollinisateurs, ce qui contredit le modèle de Grant-Stebbins. Van der Niet et al. suggérer que d'autres pressions doivent avoir une influence, et comparer l'oiseau pollinisé E. plukenetii, trouvé sur les flancs des montagnes avec le papillon pollinisé E. plukenetii, que l'on trouve sur des terrains plus plats. Les plantes pollinisées par les papillons nocturnes ont des branches fines qui ne supportent pas bien les oiseaux. Si cela est nécessaire pour coloniser les plaines, c'est l'habitat qui change le pollinisateur de la plante, au lieu que ce soit le pollinisateur qui définisse l'habitat de la plante.

Il semble probable que ce ne sont pas seulement les pollinisateurs qui sélectionnent les plantes, mais que les plantes peuvent également sélectionner les pollinisateurs. Un exemple est l'article «Domestication de la cardamome (Elettaria cardamomum) dans les Ghâts occidentaux, Inde : divergence des traits de production et déplacement des principaux pollinisateursPar Kuriakose, Sinu et Shivanna. La domestication des cultures entraîne de nombreux changements. Dans le cas de la cardamome, l'un d'eux est que les fleurs restent beaucoup plus longtemps que dans la nature. Pour la cardamome sauvage, les pollinisateurs sont généralement des abeilles solitaires. Pour la cardamome domestiquée, les fleurs attirent des abeilles sociales, le Souimanga violet et le Petit Araignée, un oiseau qui, malgré son nom, est friand de nectar. Ce changement dans la composition florale semble attirer un tout autre type de pollinisateur. Cardamome sauvage et cardamome cultivée ne semblent pas partager de pollinisateurs, bien qu'elles soient compatibles.

Il semble que la sélection se produise là où elle est possible. Bien que de nombreux scénarios permettent cette possibilité, comme l'herbivorie ou l'habitat, la compétition pour les pollinisateurs est parfois un facteur majeur de l'évolution des plantes.

Le Annals of Botany Un numéro spécial sur la spéciation induite par les pollinisateurs doit sortir début 2014, les abonnés ayant désormais un accès anticipé à certains articles. Le numéro deviendra libre d'accès en 2015.

Références

Ellis AG et Johnson SD (2009). L'évolution de la variation florale sans déplacement des pollinisateurs chez Gorteria diffusa (Asteraceae),

(4) 793-801. EST CE QUE JE: 10.3732/ajb.0800222 (accès libre)

Kuriakose G., Sinu PA et Shivanna KR (2008). Domestication de la cardamome (Elettaria cardamomum) dans les Ghâts occidentaux, Inde : divergence des caractères productifs et déplacement des principaux pollinisateurs,

(5) 727-733. EST CE QUE JE: 10.1093/aob/mcn262

Newman E., Anderson B. & Johnson SD (2012). Adaptation de la couleur des fleurs chez une orchidée mimétique,

(1737) 2309-2313. EST CE QUE JE: 10.1098 / rspb.2011.2375 (accès libre)

Van der Niet T., Pirie MD, Shuttleworth A., Johnson SD & Midgley JJ Les distributions des pollinisateurs sous-tendent-elles l'évolution des écotypes de pollinisation chez l'arbuste du Cap Erica plukenetii ?,

DOI: 10.1093/aob/mct193 (accès par abonnement jusqu'en 2015)

Images

Pensées. Image par Spiderwort/Flickr. [cc]par-nd[/cc]