Les palmiers des îles tropicales sont associés à des vacances exotiques, mais certaines personnes, des botanistes rusés, ont fait carrière dans l'étude de ces plantes. Les palmiers ne poussent pas seulement dans des endroits attrayants, mais ils soulèvent également de nombreuses questions passionnantes sur l'évolution et l'adaptation des plantes. Une équipe de scientifiques brésiliens et suédois, dirigée par Dr Cibele Cássia-Silva à l'Université fédérale de Goiás, a étudié l'impact de la reproduction des palmiers sur leur évolution. Ils ont étudié de près les fleurs des palmiers.
Les fleurs peuvent sembler simples et innocentes, mais elles sont plus complexes qu'elles ne le laissent entendre. Près des trois quarts de toutes les plantes à fleurs (angiospermes) ont des fleurs bisexuées (hermaphrodites). Un exemple classique est l'illustration du manuel d'une fleur avec le stigmate (femelle) au milieu, entouré d'anthères (mâle). Ensuite, certaines plantes ont des fleurs unisexuées (femelles ou mâles) sur le même plant (monoécie), comme le bouleau, l'épinette ou le maïs. Le troisième groupe se caractérise par des fleurs femelles et mâles complètement séparées et produites sur des plantes individuelles (dioécie). Ces plantes représentent environ 6% de tous les angiospermes. Chacun de ces systèmes de reproduction sexuée présente des avantages et des inconvénients.
Les palmiers peuvent être diététiques, monoïques, hermaphrodites. Certaines espèces ont même un mélange de fleurs bisexuées et unisexuées sur la même plante (polygamie). Ensuite, les palmiers doivent relever le défi de parcourir de longues distances, principalement avec l'aide d'animaux frugivores ; par conséquent, la plupart des espèces de palmiers ont des fruits charnus.
Cássia-Silva et ses collègues ont décidé de explorer le lien entre la taille des fruits, le système de reproduction sexuée et la distribution de plus de 2,500 XNUMX espèces de palmiers dans le monde. Alors que la taille des fruits ne variait pas entre les quatre systèmes de reproduction, il y avait relativement plus de palmiers dioïques et étroitement apparentés sur les îles que sur le continent. Sur la base de modèles évolutifs, les scientifiques suggèrent que les anciens palmiers étaient hermaphrodites, passés à la dioécie, suivie de la polygamie et de la monoécie. Étonnamment, aucun de ces systèmes sexuels ne semble contraindre leur évolution, mais plutôt la diversité de leur reproduction pourrait avoir alimenté leur évolution et la richesse des espèces.
En 2019, Cássia-Silva et ses collègues ont compilé toute la distribution de palmiers basée sur Kew's Liste de contrôle mondiale des familles de plantes sélectionnées (WCSP), calibre des fruits basé sur Les recherches antérieures de Cássia-Silva, système sexuel connu (hermaphrodite, dioécie, monoécie et polygamie), et l'évolution moléculaire basée sur une étude antérieure. Les scientifiques ont regroupé les palmiers en «espèces insulaires», «espèces continentales» et «espèces insulaires et continentales» en fonction de leur répartition.
Le système sexuel ancestral a été estimé à l'aide de la modélisation évolutive. Les botanistes ont estimé les taux de diversification pour différents traits (distribution, système sexuel) pour déterminer si l'une ou l'autre combinaison (par exemple, la dioécie sur les îles) limite la spéciation de certaines espèces de palmiers.
Comme mentionné précédemment, les espèces dioïques ont une séparation totale entre les plantes femelles et mâles. Cette différence signifie que seulement la moitié d'une population porte des graines. Ensuite, les chercheurs ont testé si les dioïques avaient des fruits plus gros pour compenser les taux de reproduction plus faibles (par exemple, plus de chair pourrait être plus attrayante pour les animaux).
Cássia-Silva et ses collègues ont estimé que l'hermaphrodisme est l'état ancestral le plus probable des palmiers. Seule la polygamie (avoir des fleurs bisexuées et unisexuées sur une plante individuelle) avait des taux de spéciation et de diversification inférieurs à ceux des trois autres systèmes sexuels. La taille des fruits des palmiers ne variait pas entre les systèmes sexués ni entre les espèces continentales et insulaires. Les palmiers dioïques étaient relativement plus fréquents sur les îles (36 %) que sur le continent (27 %).
"[C]ontraire à la vision classique de la dioécie en tant que trait évolutif irréversible (c'est-à-dire une impasse évolutive), nos résultats soutiennent la suggestion que la dioécie est un trait labile chez les angiospermes", ont écrit Cássia-Silva et ses collègues.
Certains palmiers dioïques « ont présenté une évolution sans contrainte vers d'autres systèmes sexuels (7.63 % vers la polygamie ; 5.91 % hermaphrodite et 0.76 % vers la monoécie) », ce n'était donc clairement pas une impasse évolutive.
Fait intéressant, les espèces dioïques et monoïques étaient plus fréquentes sur les îles que les hermaphrodites sur le continent. Cette découverte va à l'encontre d'une vieille hypothèse (La loi de Baker) qui dit que les hermaphrodites devraient être les espèces de colonisateurs insulaires les plus prospères.
Alors que les chercheurs n'ont pas pu identifier quels traits ou facteurs expliquent le succès évolutif d'espèces de palmiers très isolées, ils ont trouvé un "effet d'île" (ils étaient plus fréquents et plus étroitement liés) sur l'évolution de la dioécie chez les palmiers.
Mais dans l'ensemble, cette étude a réfuté deux visions évolutives classiques et a montré que le fait d'avoir plusieurs systèmes sexuels présente des avantages évolutifs. La prochaine fois que vous rêvez de vous détendre sur une île tropicale entourée de palmiers, prenez une minute pour réfléchir à l'incroyable évolution et aux plantes.
