Vous ne pouvez pas le voir, mais différentes substances dans les pétales de fleurs créent un « œil de boeuf » pour les insectes pollinisateurs, selon un scientifique de l’Université Clemson dont les recherches mettent en lumière les changements chimiques dans les fleurs qui les aident à réagir aux changements environnementaux, y compris changement climatique, qui pourrait menacer leur survie.
Matthew H. Koski, professeur adjoint de sciences biologiques au Clemson College of Science, a dirigé une équipe de recherche qui a étudié les fleurs jaune vif de l’argentine anserina – un membre de la famille des roses communément appelée silverweed – pour apprendre comment les pigments dans le les pétales visibles uniquement dans le spectre ultraviolet font partie intégrante de la plasticité de la plante ; c’est-à-dire sa capacité à réagir rapidement à un environnement changeant. L’équipe comprenait également les chercheurs de Clemson Lindsay M. Finnell, Elizabeth Leonard et Nishanth Tharayil.
Le journal Évolution présenté les résultats sur la couverture de son édition de mars.
Les chercheurs ont étudié l’argentine poussant à différentes altitudes dans le sud-ouest du Colorado pour mieux comprendre les rôles des divers produits chimiques absorbant les UV dans les pétales des plantes et comment ces produits chimiques agissent pour aider à la pollinisation et, par conséquent, à la reproduction.
Koski a expliqué que bien que les humains ne puissent pas voir les motifs UV sur les pétales de la fleur, bon nombre de ses pollinisateurs le peuvent.
« J’ai toujours été fasciné par la façon dont [color variation of flowers] apparaît et comment elle évolue et quels sont les facteurs qui déterminent l’évolution de la variation de couleur « , a déclaré Koski, » alors je me suis intéressé à réfléchir à la façon dont nous percevons la couleur par rapport à la façon dont les organismes qui interagissent plus fréquemment avec les fleurs perçoivent la couleur. «
« Les insectes – les pollinisateurs, par exemple – voient dans le spectre ultraviolet », a-t-il poursuivi. « Ainsi, les fleurs qui réfléchissent ou absorbent les longueurs d’onde ultraviolettes donnent (aux pollinisateurs) la perception de différentes couleurs que nous ne pouvons pas voir. J’ai été fasciné par la découverte de ce que ces signaux UV pourraient faire fonctionnellement en ce qui concerne la pollinisation. Quand j’ai pensé à propos du trait d’intérêt dans l’absorption des ultraviolets, c’est la biochimie. C’est un trait biochimique qui conduit à différentes perceptions de l’absorption et de la réflectance des UV.
Koski a déclaré qu’un large éventail de plantes ont des concentrations de produits chimiques absorbant les UV à la base des pétales de la fleur, tandis que les extrémités des pétales ont plus de produits chimiques réfléchissant les UV. Il a dit que cela crée un effet global de « œil de boeuf » qui guide les insectes dans leur recherche de pollen.
L’équipe voulait en savoir plus sur la façon dont les plantes s’adaptent pour prospérer dans différents environnements, dans ce cas, une différence d’altitude de 1 000 mètres. Ils ont découvert que les fleurs à différentes altitudes s’adaptent à leur environnement en produisant différentes quantités de produits chimiques bloquant ou absorbant les UV.
« A des altitudes plus élevées, il y a toujours plus de composés absorbant les UV ou une plus grande zone spatiale d’absorption des UV sur les pétales, par rapport aux populations de basse altitude », a déclaré Koski.
Les chercheurs ont déclaré que cela démontre la plasticité de la plante, que Koski a définie comme la façon dont différents traits apparaissent dans les mêmes organismes dans différentes conditions environnementales. Il s’agit d’une étape cruciale pour comprendre comment les organismes s’adaptent pour survivre au changement.
« Ce qui est important à propos de la plasticité, c’est que lorsque nous pensons au changement climatique et au changement global, la plasticité est un mécanisme par lequel les populations naturelles peuvent réagir très rapidement aux changements climatiques et persister sous ces climats », a-t-il déclaré. « On pense que le processus d’évolution, où vous obtenez des changements dans le code génétique au fil du temps, se déroule plus lentement que la simple réponse plastique aux changements environnementaux. »
Koski a déclaré qu’une question soulevée par la recherche est de savoir si les réponses plastiques aux situations environnementales sont adaptatives. Offrent-ils un avantage à un organisme, ou modifient-ils la façon dont un caractère se développe en raison de l’environnement sans affecter la valeur adaptative de la plante ?
« Une chose que cette étude a révélée est que le changement plastique de la pigmentation UV a profité à la plante, en particulier celles à haute altitude, car l’augmentation de l’absorption ultraviolette sur les pétales a entraîné une augmentation de la viabilité du pollen », a-t-il expliqué.
Koski a poursuivi en disant que la recherche aidera les scientifiques à mieux comprendre comment les organismes réagissent aux changements environnementaux et même à prédire si ou dans quelle mesure certains organismes seraient capables de survivre à des changements environnementaux rapides, tels que le changement climatique mondial. La recherche pourrait également être importante pour l’agriculture, a-t-il déclaré, car certains des mêmes pigments sensibles aux UV à l’œuvre dans l’argenture sont également présents dans des cultures commerciales telles que la moutarde et le tournesol.
« Il est intéressant de se demander si des facteurs abiotiques comme les UV ou la température modifient l’expression de ces traits, comment cela va-t-il affecter la façon dont les pollinisateurs voient les fleurs, et comment cela va-t-il affecter des choses comme le rendement et la production de graines dans les cultures, par exemple « , a déclaré Koski.
Les recherches de l’équipe pourraient même être importantes pour les jardiniers amateurs qui tentent d’attirer des types spécifiques de pollinisateurs vers leurs plantes.
« Je pense qu’une chose à laquelle les gens pensent est de planter une diversité de fleurs avec différentes couleurs et morphologies pour attirer de nombreux types de pollinisateurs, comme un jardin respectueux des pollinisateurs », a déclaré Koski. « Une chose à laquelle il faut penser est que nous ne connaissons souvent pas tous les détails des couleurs perçues par les pollinisateurs, et comment cela pourrait changer avec les saisons. Tout simplement parce que les choses peuvent nous ressembler beaucoup, elles peuvent en fait être très diversifié pour les pollinisateurs et pourrait attirer une suite de pollinisateurs différente de celle à laquelle nous nous attendons. »
Matthew H. Koski et al, La divergence d’élévation de la plasticité de la pigmentation est associée à la sélection et à la biochimie des pigments, Évolution (2022). DOI : 10.1111/evo.14422