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Pourquoi certaines plantes produisent-elles des fleurs petites et peu attrayantes pour les pollinisateurs?
Qui dit fleur dit couleurs chatoyantes, contrastées et éclatantes… Pourtant, toutes les plantes ne produisent pas uniquement de telles fleurs. Certaines espèces qualifiées de cléistogames peuvent en produire deux types dans la même plante : les normales, qui sont superbes, et les avortons, qui sont petits, jamais ouverts. Cette seconde catégorie de fleurs n’a pas besoin d'appâter les insectes pollinisateurs avec quelque artifice que ce soit, car elles se pollinisent elles-mêmes.
Grâce à leur étude, Simon Joly, botaniste au Jardin botanique de Montréal, et Daniel Schoen, professeur de biologie à l’Université McGill, montrent que la cléistogamie, comme on appelle ce type d'autopollinisation, est fortement associée aux fleurs bilatéralement symétriques, soit celles qui ont un seul plan de symétrie au lieu de plusieurs; les orchidées en sont un bon exemple.
Échec de la reproduction
Les fleurs possèdent généralement des organes reproducteurs mâles et femelles, ce qui, pour un organisme sédentaire, constitue une stratégie évolutive efficace pour assurer la reproduction. En offrant une récompense telle que du nectar ou du pollen, les fleurs ont permis aux plantes d'inciter les animaux pollinisateurs à transporter le pollen entre plantes d’une même espèce, agissant efficacement comme intermédiaires dans le processus d'accouplement.
Le problème avec cette stratégie, c’est qu'en l'absence de pollinisateurs, la plante peut ne pas se reproduire ou a beaucoup plus de difficulté à le faire. La cléistogamie permet de contourner ce problème. Pas très fréquent, il s’agit néanmoins du mode de reproduction de plus de 500 espèces provenant de 40 familles de plantes à fleurs, comme l’impatiente du cap et les violettes. Cependant, ce phénomène passe la plupart du temps inaperçu en raison de la petitesse des fleurs cléistogames.
Darwin avait raison
Darwin était bien conscient des avantages de la cléistogamie comme stratégie de reproduction et il avait émis l'hypothèse qu'elle est plus susceptible de survenir chez les espèces à fleurs bilatéralement symétriques que chez les espèces à fleurs radialement symétriques (qui ont plusieurs plans de symétrie, comme les fleurs de pommier). Et ceci parce que les premières sont normalement pollinisées par moins d'espèces d'insectes que les fleurs radialement symétriques.
Toutefois, jusqu'à présent, l'hypothèse de Darwin sur l'association entre la cléistogamie et la symétrie bilatérale n'avait jamais été correctement testée.
Pour vérifier l’hypothèse de Darwin, Simon Joly et Daniel Schoen ont analysé plus de 2500 espèces de plantes à fleurs ‒ le plus grand ensemble de données jamais réunies pour des fleurs présentant ces caractéristiques inhabituelles. Ils ont ainsi pu démontrer que la cléistogamie évolue beaucoup plus fréquemment chez les plantes possédant des fleurs à symétrie bilatérale, confirmant l’hypothèse émise par Darwin il y a 150 ans basée sur l’étude de quelques douzaines d’espèces!
L’article « Repeated evolution of a reproductive polyphenism in plants is strongly associated with bilateral flower symmetry », par Simon Joly, botaniste au Jardin botanique de Montréal et professeur en biologie à l’Université de Montréal, ainsi que Daniel Schoen, professeur de biologie à l’Université McGill, a été publié le 3 février 2021 dans Current Biology.
