Les microbes qui poussent sur les fleurs ont des effets néfastes sur leurs rendements. C’est pourquoi les plantes perdent rapidement leurs fleurs, révèle une nouvelle étude impliquant à la fois des expériences sur le terrain et une analyse du microbiome des plantes.
Les résultats – réalisés par une équipe conjointe de chercheurs du Centre de recherche sur les applications écologiques et forestières (CREAF, Espagne) et de l’Université de Kyoto (Japon) – sont publiés dans la revue scientifique en libre accès Metabarcoding et métagénomique.
Scientifiquement parlant, les fleurs sont une structure reproductive d’une plante. Contrairement aux mammifères, cependant, les plantes vivaces les développent de novo à chaque saison et ne les conservent que le temps nécessaire.
Alors que quelques études antérieures se sont déjà penchées sur la variation de la durée de vie des fleurs entre les espèces, elles s’intéressaient principalement au compromis entre les plantes dépensant de l’énergie pour produire et entretenir leurs fleurs, et les avantages qu’elles retireraient de la conservation de leurs organes reproducteurs.
Avant la présente étude, cependant, l’équipe a trouvé une autre perspective pour examiner le phénomène : pourquoi les plantes ont-elles investi leur énergie, même si le « coût » était minime, pour produire des fleurs fragiles qui se faneraient en quelques jours, plutôt que en investir un peu plus pour en produire des bien plus durables, augmentant ainsi leur succès reproducteur ?
« Il est intéressant de noter que la durée de vie des fleurs est négativement corrélée à la température ; plus l’environnement dans lequel elles fleurissent est chaud, plus la période de conservation d’une plante est courte. Le phénomène est connu depuis longtemps », commente Shoko Sakai, auteur de la présente étude.
« Puis, à un moment donné, j’ai émis l’hypothèse que des microbes antagonistes, tels que des bactéries et des champignons poussant sur les fleurs après l’ouverture du bouton floral, doivent être le moteur qui raccourcit la durée de vie d’une fleur. Je doutais que ce soit une coïncidence que les microbes se développent plus rapidement à des températures plus élevées. »
Les fleurs offrent divers habitats aux microbes. Ils attirent les pollinisateurs en sécrétant du nectar, qui est riche en sucres et contient souvent d’autres nutriments, tels que des acides aminés et des lipides. Le stigmate est un lit de germination pour les grains de pollen relié à une chambre de croissance pour les tubes polliniques. Il maintient l’humidité et les nutriments nécessaires à la croissance du tube pollinique. Sans surprise, l’abondance des microbes augmente avec le temps sur les fleurs individuelles après leur ouverture.
Avant de sauter aux conclusions, les scientifiques ont entrepris de mener des expériences sur le terrain pour voir quelles communautés microbiennes apparaîtraient sur les fleurs si leur longévité était prolongée.
Pour ce faire, ils ont prélevé des microbes sur de vieilles fleurs de gingembre sauvage (Alpinia japonica), une espèce trouvée au Japon et qui fleurit au début de l’été lorsque le temps chaud et humide du pays est idéal pour la croissance microbienne. Ensuite, ils ont transféré les microbes sur d’autres plants de gingembre sauvage, dont les fleurs venaient de s’ouvrir.
Conformément à leur hypothèse initiale, l’équipe de recherche a noté que la plante produisait beaucoup moins de fruits, mais qu’il n’y avait aucun symptôme visible sur les fleurs ou les fruits suggérant une maladie. Cependant, une analyse des microbiomes des plantes a révélé la présence de plusieurs groupes de bactéries qui augmentaient avec le temps. Comme ces bactéries peuvent également se trouver sur les boutons floraux des fleurs non traitées, la bactérie est classée comme « résidente » pour la plante.
« Jusqu’à présent, les caractéristiques des fleurs ont principalement été étudiées dans le contexte de leurs interactions avec les pollinisateurs. Des études récentes ont soulevé la question de savoir si nous avons négligé le rôle des microbes dans les études des caractéristiques florales. Par exemple, les volatils des fleurs, qui sont souvent considérés comme en tant qu’attractif primaire des pollinisateurs – peut également fonctionner pour supprimer les microbes antagonistes. Les impacts des microbes sur l’écologie de la reproduction des plantes peuvent être plus profondément ancrés dans l’évolution des angiospermes que nous ne l’avons envisagé », déclare Sakai en conclusion.
Nuria Jiménez Elvira et al, Les microbes qui poussent sur les fleurs sont-ils mauvais ? Effets des microbes de fleurs anciennes sur la nouaison dans un gingembre sauvage à fleurs d’un jour, Alpinia japonica (Zingiberaceae), Metabarcoding et métagénomique (2022). DOI : 10.3897/mbmg.6.84331