Pour de nombreuses plantes, les fleurs jouent un rôle vital dans la reproduction. La sélection naturelle les aiguise en compétition avec d'autres plantes pour être pollinisées plus efficacement. Les plantes qui ont des pollinisateurs similaires ont des problèmes similaires à résoudre et développent donc des solutions similaires. Vous vous attendriez donc à ce que les plantes pollinisées par les oiseaux, ou plus particulièrement les colibris, partagent des caractéristiques. Ainsi, les plantes qui cherchent à attirer les colibris vont souvent avoir des fleurs rouges. Ils produisent de plus grandes quantités de nectar dilué et longues fleurs tubulaires pour attirer les oiseaux à proximité avec leurs longs becs et langues. Ils ont également des pédicelles flexibles, qui sont un casse-tête.

Un pédicelle est la courte tige qui éloigne la fleur du reste de la plante. S'il était rigide, il maintiendrait la fleur vers le haut. Mais chez les ancolies, le pédicelle est flexible et s'affaisse donc vers le bas. Cette caractéristique n'a pas évolué une seule fois, mais plusieurs fois dans les plantes attirant les colibris comme pollinisateurs. C'est bizarre, car les colibris n'aiment pas ça. Le Dr Eric LoPresti a déclaré l'avoir remarqué alors qu'il travaillait sur un autre projet. « J'ai travaillé sur une relation mutualiste entre Aquilegia eximia et plusieurs insectes prédateurs Dans le cadre de ma thèse, j'ai passé énormément de temps, sur plusieurs saisons de terrain, assise au milieu de ces ancolies, et grâce à ce temps passé, j'ai pu faire de nombreuses observations sur les interactions des animaux avec les ancolies.

«Pendant que j'étais assis dans des parcelles d'ancolie, comptant principalement des insectes morts pendant des jours, les colibris bourdonnaient, se nourrissaient et se chassaient hors de la parcelle. Ils étaient généralement assez déconcertés que je sois là et j'ai souvent pu les observer de très près pendant qu'ils se nourrissaient. J'ai remarqué qu'ils avaient ce comportement très constant où ils soulevaient la fleur pendant l'alimentation.

Ce comportement est dû au fait il utilise plus d'énergie pour se nourrir par le dessous, alors quand ils se nourrissent, ils soulèvent les fleurs avec leur bec. Ils préfèrent visiter des fleurs horizontales, étant donné le choixAlors pourquoi les fleurs d'ancolie n'ont-elles pas évolué pour offrir une meilleure alimentation ?

LoPresti pensait que les fleurs devaient tirer un avantage de leur orientation particulière. « Je ne me souviens plus exactement quand j'ai réalisé que les pédicelles flexibles étaient intéressants en eux-mêmes, mais j'ai fini par trouver des publications sur les pédicelles flexibles, la pollinisation par les colibris et leur préférence pour les fleurs non orientées vers le bas. J'ai alors compris que j'avais une intuition intéressante, voire inédite, sur le fonctionnement de la pollinisation des ancolies. Forte de ces connaissances, j'ai pu présenter ce projet à plusieurs biologistes spécialistes de la pollinisation que je connaissais (mes co-auteurs Maureen, John, Clara et Neal), et le projet a pu démarrer ! »

L'expérience était magnifiquement simple. L'équipe a câblé quelques A. eximie Pour empêcher les fleurs de bouger lorsque les colibris se nourrissaient, les chercheurs ont comparé les fleurs munies de fil de fer à celles qui n'en avaient pas, afin de déterminer lesquelles avaient le mieux poussé. Les fleurs munies de fil de fer ont présenté une réduction de 30 % de la production de graines. Ils ont également installé un système vidéo pour observer les oiseaux et analyser leurs interactions avec les fleurs. LoPresti a admis que l'installation des caméras n'avait pas été une mince affaire. « Je ne suis toujours pas très douée ! Bien que nous ayons réussi à enregistrer des dizaines de visites avec une netteté suffisante pour en extraire des données, la flexibilité des pédicelles fait que les fleurs bougent beaucoup au vent, si bien que très peu des déclenchements de la caméra correspondaient à de véritables visites. Heureusement, Jake a eu la patience de visionner et d'analyser toutes ces vidéos ! Les colibris sont également très rapides et petits, et dans plusieurs vidéos, au moment où la caméra détectait suffisamment de mouvement pour commencer à enregistrer, l'oiseau avait déjà quitté la fleur. (Qui sait combien de visites nous avons complètement manquées ?) C'est pourquoi nous n'avons pas pu calculer les taux de visite, mais seulement comptabiliser les visites enregistrées. »

« Je voulais vraiment obtenir les taux de fréquentation pour un autre projet de pollinisation des ancoliesCependant, le taux de visite des fleurs individuelles était si faible que lorsque j'ai tenté de vérifier les données de la caméra en restant assis à observer l'enregistrement, j'ai passé des heures sans observer la moindre visite. Par conséquent, nous n'avons pas pu utiliser les données de la caméra pour obtenir les taux de visite, mais seulement les interactions avec les fleurs.

La vidéo montre que le mécanisme de l'effet de levier est le suivant : lorsque l'oiseau soulève la fleur, celle-ci est touchée sous son bec. LoPresti explique qu'il s'agit d'une stratégie propre aux ancolies. « Comparées aux fleurs que nous avons orientées vers le bas, celles à pédicelles flexibles ont reçu davantage de pollen (comme nous l'avons constaté en mesurant la production de graines). Comme les stigmates et les anthères forment un faisceau important qui s'étend hors de la fleur, ils sont probablement plus efficaces pour déposer du pollen sur l'oiseau. Nous supposons que les pédicelles flexibles et l'orientation vers le bas permettent une meilleure concentration du pollen au même endroit pour une fleur actinomorphe que si cette fleur était rigidement orientée vers l'extérieur (car le colibri pourrait alors recevoir du pollen sur le côté, le dessus ou le dessous !), mais cela reste à vérifier ! Les anthères semblent entrer en contact avec le cou ou la poitrine. C'est dans cette même zone que les colibris butinent. » Stachys albenset ils volent constamment avec le front couvert de pollen de cette espèce. Il était difficile de distinguer le pollen d'ancolie sur eux, mais étant donné que toutes les fleurs utilisées pour cette étude (et une autre) étaient émasculées et produisaient beaucoup de graines, les oiseaux étaient certainement des pollinisateurs efficaces.

Bien que ces résultats soient intéressants pour comprendre le fonctionnement de certaines parties de la fleur, LoPresti ne prétend pas qu'ils s'appliquent à l'ensemble des plantes pollinisées par les oiseaux. « Les fleurs pollinisées par les oiseaux présentent généralement certaines caractéristiques (rougeur, nectar dilué, longs éperons, pédicelles flexibles, etc.), mais très peu les possèdent toutes, et il existe certainement des plantes pollinisées par les oiseaux vraiment étranges qui fonctionnent de manière totalement atypique, comme… » Calcéolaria unifloraNous avons proposé une nouvelle hypothèse concernant la fonction d'un seul de ces traits, qui constitue le « syndrome » (et qui a évolué à plusieurs reprises), et nous l'avons validée expérimentalement chez une espèce végétale.

Je pense qu'il existe de nombreuses pistes intéressantes à explorer. La plupart des fleurs pollinisées par les colibris ne sont pas orientées vers le bas, et nous supposons que cela est dû à la symétrie florale (l'orientation vers le bas n'étant probablement utile qu'aux fleurs à symétrie radiale). Tester cette hypothèse chez différentes plantes et examiner l'évolution morphologique de ces fleurs (par exemple, le fait d'être zygomorphe ou actinomorphe détermine-t-il une morphologie florale spécifique lors d'une transition évolutive vers la pollinisation par les colibris ?) constituerait une étude très intéressante. Il serait également très utile de répéter cette expérience sur d'autres fleurs pollinisées par les colibris et orientées vers le bas, car même si nous soupçonnons qu'il s'agit d'un phénomène général, seul le temps (et davantage de données !) nous permettra de le confirmer.

LoPresti est convaincu qu'il reste encore beaucoup à découvrir sur les ancolies à fleurs tombantes. « Répéter cette expérience sur d'autres espèces d'ancolies serait un projet intéressant et pourrait apporter des informations précieuses – la petite zone de A. canadensis Près de chez moi, dans le Michigan, il semble y avoir plus de visites d'insectes que d'oiseaux, bien que ces fleurs ressemblent à des fleurs pour colibris, et les abeilles et les syrphes ne les butinent certainement pas pour se nourrir.

LIRE L'ARTICLE

LoPresti, E., Goidell, J., Mola, J., Page, M., Specht, C., Stuligross, C., Weber, M., Williams, N., et Karban, R. (2019) Une hypothèse d'action de levier pour les fleurs pendantes des colibris : preuves expérimentales d'une ancolie. Annals of Botany, 125(1), p. 59-65. Disponible à l'adresse : https://doi.org/10.1093/aob/mcz134.