Nous aimons tous les fleurs, et l’une des choses les plus attrayantes à propos des fleurs est probablement le large éventail de formes, de tailles et, bien sûr, de couleurs dans lesquelles elles se présentent. Mais saviez-vous que certaines fleurs peuvent changer de couleur ? Bien qu’il ne s’agisse pas de toutes les fleurs, ce trait a été observé chez des centaines d’espèces différentes depuis au moins plusieurs décennies.
On pense que les fleurs qui changent de couleur le font parce qu’elles signalent aux insectes pollinisateurs que la fleur est prête à fournir du nectar ou du pollen qui les récompense. Ceci est considéré comme un signal « honnête ».
Mais l’inverse peut aussi être vu; certaines plantes affichent un signal « malhonnête », certaines de leurs fleurs affichant leur couleur par défaut tandis que d’autres affichent leur couleur de signal. On pense que ce comportement augmente la visibilité globale de la plante à distance pour les pollinisateurs potentiels.
Quelle que soit la stratégie de la plante en question, tous les exemples de fleurs changeant de couleur trouvés ont été unidirectionnels : une fois que la couleur a changé, elle ne revient pas. Alors, imaginez la surprise que le professeur Hirokazu Tsukaya de l’Université de Tokyo a dû ressentir lorsqu’il a vu une fleur de la plante Causonis japonica changer de couleur, puis changer encore et encore.
« Même si j’ai étudié cette plante en détail, après avoir découvert qu’il y avait au moins deux variétés en 2000, les fleurs bidirectionnelles changeant de couleur étaient une découverte complètement inattendue », a déclaré Tsukaya.
« Mon collègue, le professeur Nobumitsu Kawakubo de l’Université de Gifu, est un expert des enregistrements vidéo accélérés et de longue durée de fleurs pollinisatrices. Lui et son étudiant ont d’abord essayé d’explorer les comportements de pollinisation entre les différents types de Causonis japonica et s’attendaient à voir le familier passer de sa couleur orange par défaut au rose vif. Mais ils ne pouvaient pas y croire lorsqu’ils ont examiné la vidéo accélérée et ont vu que non seulement elle était redevenue orange, mais que ce changement oscillait entre les deux états. Ils m’ont informé sur cette découverte, cela nous a obligés à découvrir pourquoi. Nous avons donc commencé une collaboration.
Les pétales bidirectionnels uniques aux couleurs changeantes n’ont été observés que maintenant, car dans la nature, la plante est un ensemble chaotique de bourgeons, de feuilles et de fleurs qui pousse assez rapidement. Il n’était donc pas vraiment possible de suivre les fleurs individuelles au fil du temps. Mais grâce à un enregistrement vidéo en accéléré soigneusement contrôlé, les fleurs individuelles peuvent désormais être suivies et donc conduire à des observations telles que celle-ci. Crédit : ©2022 H. Tsukaya CC-BY
Grâce aux vidéos time-lapse soigneusement capturées sur le terrain et aux observations détaillées en laboratoire, Tsukaya a réussi à relier les changements physiologiques qui se sont produits dans les fleurs en même temps que leurs changements de couleurs.
« L’état orange initial coïncide avec le stade mâle de la maturation de la fleur, lorsqu’elle sécrète du nectar », a déclaré Tsukaya.
« Lorsque l’étamine – partie mâle – vieillit et se détache, les fleurs deviennent roses. Quelques heures plus tard, le pistil – partie femelle – commence à mûrir, sécrète du nectar et la fleur redevient orange. Une fois cette étape terminée, la fleur passe au rose. Le principal produit chimique responsable du changement de couleur est le caroténoïde jaune orangé ; son cycle d’accumulation et de dégradation est également le plus rapide connu à ce jour. Ce fait a été une autre surprise pour nous. »
Le nom chimique caroténoïde ressemble un peu au mot « carotte ». Ce n’est pas une coïncidence, car c’est le même produit chimique qui donne aux carottes typiques leur teinte orange. C’est une bonne source de vitamine A, et étant donné que les fleurs aux couleurs changeantes montrent l’accumulation de caroténoïdes la plus rapide jamais vue, il n’est pas surprenant que les chercheurs pensent que leur découverte pourrait avoir une application future dans le développement de légumes contenant des caroténoïdes qui mûrissent plus rapidement ou contiennent plus de rendements de vitamines bénéfiques.
« Nos prochaines étapes seront de découvrir ce qui régit les comportements que nous avons observés », a déclaré Tsukaya.
« Une grande question que nous avons est la suivante : à quel niveau les étapes des cycles sont-elles régulées ? Est-ce causé par des protéines prises dans un cycle de rétroaction, ou quelque chose se produit-il au niveau génétique ? Nous continuerons à explorer cela et espérons trouver un explication bientôt. Il est étrange de penser qu’il y a plusieurs centaines d’années, les agriculteurs japonais détestaient Causonis japonica en raison de sa nature vigoureuse. Mais un romancier, Kyoka Izumi, a écrit à leur sujet si favorablement, je me demande si cela a contribué à maintenir un certain intérêt à les préserver. Quelle que soit la raison, je suis heureux qu’ils soient là maintenant pour partager leurs secrets avec nous. Je me demande ce que nous allons découvrir ensuite.
L’étude paraît dans la revue Rapports scientifiques.
Plus d’information:
Changements de couleur oscillants des fleurs de Causonis japonica (Thunb.) Raf. (Vitacées) lié aux changements de phase sexuelle, Rapports scientifiques (2022). DOI : 10.1038/s41598-022-24252-z