Entrez dans une serre high-tech et vous remarquerez souvent les plantes baignées dans une lumière rouge surnaturelle. Cette lueur rouge lointain n'est pas destinée à un éclairage d'ambiance : elle fait partie d'une stratégie visant à augmenter les rendements des tomates. En ajustant le spectre lumineux avec des LED rouge lointain, les producteurs peuvent faire pousser les plants de tomates plus haut et produire des fruits plus rapidement. Mais comment le fait de baigner les tomates dans une lumière rouge lointaine affecte-t-il les bourdons qui pollinisent les cultures en serre ? C'est ce que Davy Meijer et ses collègues voulaient découvrir. Ils ont mis en place une expérience de culture de plants de tomates dans des conditions normales et sous des lumières intenses. Ensuite, ils ont comparé comment l'éclairage affecte la chimie des fleurs et le comportement de recherche de nourriture des abeilles. Les résultats révèlent de nouvelles informations sur la manière dont les efforts visant à optimiser la croissance des plantes avec une lumière adaptée peuvent également influencer les relations écologiques dans la serre, en attirant davantage de pollinisateurs lorsque les plantes rivalisent pour la lumière du soleil.
Voir rouge pour des fruits plus rapides
Les chercheurs ont d’abord dû cultiver quelques plantes pour comprendre l’effet de la lumière rouge lointaine sur pollinisation par les abeilles. Ils ont cultivé des tomates dans des conditions normales de serre et les ont comparées à des tomates ayant reçu une lumière rouge très lointaine. Cette poussée rouge imite un environnement de croissance compétitif, incitant les plantes à s'étendre vers le haut et accélération de la floraison et du fruit .
Les plantes détectent la présence de leurs voisins grâce à un plongeon dans l'eau. rapport de lumière rouge à rouge lointain. Les plantes à feuilles absorbent les longueurs d’onde rouges tout en réfléchissant le rouge lointain, donc un faible rapport rouge/rouge lointain signale une compétition. Les plants de tomates réagissent en s'engageant dans le syndrome d'évitement de l'ombre : ils poussent des tiges plus hautes pour dépasser leurs rivaux et accélèrent la reproduction avant qu'ils ne soient éclipsés.
Les LED rouges lointaines supplémentaires recréent ce signal lumineux de compétition. Et bien sûr, les tomates baignées de rouge intense dans l’expérience sont devenues beaucoup plus hautes et ont poussé plus de fleurs plus tôt que les plantes normales. C'est pourquoi les producteurs adoptent l'éclairage de serre au rouge lointain : c'est une stratégie éprouvée pour rendre les cultures de tomates plus productives.
Mettre les tomates d'un rouge lointain à l'épreuve des abeilles
Pour voir dans quelle mesure la lumière rouge affecte les pollinisateurs, les chercheurs ont fait appel à des spécialistes du flou : les ruches de bourdons. Ils ont mis en place une expérience dans un compartiment de serre divisé en deux parties : une avec des plants de tomates normaux et une avec des tomates de couleur rouge foncé.
Des contrôles minutieux ont éliminé tout biais. Les feuilles réfléchissantes bloquent les différences de lumière du jour entre les côtés. Meijer et ses collègues ont égalisé le nombre de fleurs avant que les abeilles ne soient relâchées afin que la disponibilité des fleurs ne fausse pas les résultats.
Une fois le décor planté, les scientifiques ont pu observer comment les différentes lumières affectaient les choix et les comportements de recherche de nourriture des abeilles. Ils ont surveillé individuellement les abeilles pour voir où elles préféraient passer du temps et compté combien de fleurs étaient visitées. L'équipe a analysé chimiquement le pollen et senteurs de fleurs pour identifier les composés attrayants.
En contrôlant soigneusement des variables telles que la lumière du jour et l'abondance des fleurs, les chercheurs ont pu déterminer si la lumière rouge lointaine modifiait spécifiquement la tomate. plantes d’une manière qui modifie l’attraction des pollinisateurs des abeilles et l'activité.
Les fleurs rouge lointain détiennent des secrets séduisants pour les abeilles
Les bourdons semblaient certainement apprécier les tomates d'un rouge lointain. Ils préféraient nettement se nourrir des plantes éclairées en rouge plutôt que celles de la lumière du jour. Les abeilles passaient beaucoup plus de temps à zigzaguer à travers le feuillage rouge foncé et visitaient davantage de fleurs.
Qu’est-ce qui a rendu les plantes rouge lointain si attrayantes ? Les analyses chimiques des fleurs ont révélé quelques indices. Aux premiers stades de croissance, les tomates rouge foncé dégageaient des arômes enrichis contenant des niveaux plus élevés de nombreux composés que les abeilles trouvent attrayants. La concentration en sucre était également plus élevée dans le pollen rouge foncé.
En accélérant la floraison et en renforçant les parfums floraux et le pollen ressemblant à du nectar, la lumière rouge lointain a essentiellement amené les plants de tomates à appeler plus fort et plus doucement leurs pollinisateurs. Et les abeilles ont réagi positivement aux publicités améliorées.
C'est la chimie, et non les cosmétiques, qui se cache derrière la préférence des abeilles
Mais les abeilles pourraient-elles simplement trouver les fleurs baignées de rouge lointain plus frappantes visuellement, comme un humain préfère certaines fleurs colorées à d’autres ? Supplémentaire expériences révélées autrement.
Lorsqu’on leur a donné le choix entre des fleurs artificielles lumineuses normales et rouge foncé contenant des récompenses alimentaires égales, les abeilles n’ont montré aucune préférence. Et les abeilles manquent de sensibilité aux couleurs de lumière rouge/rouge lointain qu’elles ont testées.
Ainsi, plutôt que de rendre les fleurs plus attrayantes, la lumière rouge lointain a exercé son influence indirectement en induire des changements chimiques dans les plantes. Les parfums et les saveurs enrichis, sans altération de l'apparence, se démarquent des pollinisateurs.
Ce résultat indique que l’éclairage commercial des serres rouges lointaines fonctionne en synchronisation avec, et non contre, le monde visuel et sensoriel des pollinisateurs d’abeilles. Le changements dans la chimie florale attiré davantage d’activités de recherche de nourriture.
Les limites de ce que nous voyons avec la lumière rouge lointaine
Même si les expériences semblent positives, certaines questions restent posées. Pour commencer, le l'équipe a dû égaliser les plantes pour tester la lumière de contrôle par rapport à la lumière Far-Red. Mais, comme ils l’écrivent, peut-être que l’éclairage produira des plantes intrinsèquement inégales.
Par exemple, dans la présente étude, le nombre de fleurs a été égalisé avant la libération des bourdons afin d’éviter un biais basé sur l’exposition florale et de se concentrer sur les caractéristiques chimiques des fleurs. La lumière rouge lointain augmente le nombre de fleurs par grappe et peut ainsi affecter l'affichage floral dans les canopées non manipulées. De plus, nous n’avons pas mesuré si la lumière rouge lointaine affectait les caractéristiques morphologiques des fleurs individuelles, telles que la taille ou la réflectance des fleurs. Les deux aspects de l’exposition florale pourraient également influencer les préférences des pollinisateurs.
Meijer et al. 2023.
Il est évident qu'il est désormais nécessaire de suivre ces expériences avec des traitements légèrement plus bruts des plants de tomates. De cette façon, il sera possible de tester si les mêmes processus qui accélèrent la croissance et accélèrent la floraison ont une influence sur la qualité des fleurs.
Un éclairage rouge lointain brille pour les fleurs et les abeilles
Malgré les limites, au-delà stimuler la croissance des plantes, ces résultats suggèrent qu’être baigné dans un éclairage à spectre rouge lointain présente également des avantages supplémentaires en matière de pollinisation. Les effets attrayants pour les abeilles peuvent améliorer les rendements en fruits par rapport au seul recours à un éclairage supplémentaire pour les changements morphologiques des plantes.
Des recherches supplémentaires doivent encore être menées pour étudier dans quelle mesure une exposition prolongée au rouge lointain affecte la chimie florale et le comportement des abeilles au fil du temps. Mais jusqu’à présent, les résultats indiquent que les LED commerciales d’un rouge lointain se marient bien avec la pollinisation en serre par les bourdons.
À un niveau plus large, le une étude met en évidence comment les plantes les mécanismes de détection de la lumière qui ont évolué pour la compétition peuvent, à leur tour, influencer les relations multi-espèces. Le rouge lointain a déclenché des changements qui ont rendu les tomates plus productives et attrayantes pour leurs partenaires pollinisateurs. Comprendre ces liens écologiques complexes sera essentiel à mesure que les producteurs continuent de manipuler la lumière pour en extraire davantage de chaque rayon.
LIRE L'ARTICLE
Meijer, D., van Doesburg, F., Jungerling, L., Weldegergis, BT, Kappers, IF, Van Oystaeyen, A., van Loon, JJA et Dicke, M. (2023) « Un apport supplémentaire de lumière rouge lointaine influence les caractéristiques de floraison et les interactions avec un pollinisateur chez les cultures de tomates. », " Botanique environnementale et expérimentale, 213(105438), p. 105438. Disponible à : https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105438.
Couverture : Abeille sur un plant de tomate. Image: canva.
