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Le déclin des insectes

1. On estime qu’environ 87.% des espèces de plantes à fleurs dépendent des insectes pour leur pollinisation.1.

2. Une publication allemande de 2017 a montré une réduction de plus de 75.% de la biomasse des insectes volants sur une période de 27.années.2.

Les causes de ce déclin sont vraisemblablement multiples.: destruction des habitats, pollution des terrains agricoles par les pesticides et les engrais, changements climatiques (sécheresses prolongées…), etc.

Ces causes agissent de deux manières.: directement en affectant les populations de pollinisateurs, et indirectement par leurs impacts sur la végétation, particulièrement sur les ressources en nectar.

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Une étude de cas.: la Pensée des champs

La Pensée des champs (Viola arvensis)

Elle est largement répandue en Europe. Ses fleurs sont zygomorphes.: elles présentent une symétrie bilatérale. La corolle est principalement de couleur crème avec une tache jaune au milieu du pétale inférieur.

Plusieurs formes (ou morphes) sont possibles. Ci-dessous, on voit à gauche la forme blanche, et à droite la forme pourpre exhibant des teintes violacées sur les pétales supérieurs.

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Beaucoup d’espèces du genre Viola vivant dans l’hémisphère nord possèdent deux sortes de fleurs.

a) En premier lieu, des fleurs chasmogames (du grec ancien kháasma, «.ouverture.», et gámos, mariage). Ce sont les fleurs «.habituelles.» avec des pétales bien développés. Celles des Violettes se forment généralement au printemps et sont visitées par les insectes pollinisateurs. Elles servent donc à la reproduction sexuée et favorisent ainsi la diversité génétique.

La longueur de l’éperon nectarifère et les observations sur le terrain indiquent une pollinisation par des abeilles à langue longue, notamment Bombus terrestris.12.

b) Mais les insectes peuvent se faire rares au printemps. C’est la raison d’être des fleurs cléistogames (kleistós signifiant «.fermé.») produites en été. Ces dernières sont petites et apétales.; elles ne s’ouvrent jamais et s’autopollinisent.

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Selon la base de données Plants of the World Online (POWO), le genre Viola compte 681.espèces.3. C’est l’un des 50.plus grands genres d’Angiospermes au monde.4. Une étude taxonomique récente (2022), conduite par le chercheur norvégien Thomas Marcussen, reconnaît 31.sections en son sein.
Viola arvensis est rangée dans la section Melanium — qui comprend 112.espèces — et dans la sous-section Bracteolatae. L’espèce type de cette section et de cette sous-section est la Pensée tricolore, Viola tricolor.5.

La Pensée des champs et la Pensée tricolore sont proches taxonomiquement et aussi morphologiquement. La longueur relative des pétales et des sépales permet heureusement de les différencier. Regardez la photo suivante qui nous montre à gauche Viola arvensis et à droite Viola tricolor subsp. curtisii, autrement dit la Pensée des dunes. Celle-ci est considérée par POWO comme une sous-espèce de Viola tricolor mais l’équipe de Marcussen la qualifie de synonyme de cette dernière.6.

Les pétales de Viola arvensis sont plus courts à un peu plus longs (2.mm) que les sépales. Les pétales de Viola tricolor sont par contre nettement plus longs que les sépales.

Une caractéristique des espèces appartenant à la sous-section Bracteolatae (qui comprend Viola arvensis) est qu’elles ne produisent pas de fleurs cléistogames.7.

Viola arvensis ne développe donc que des fleurs chasmogames, mais celles-ci peuvent néanmoins s’autoféconder (autogamie).

La plante est en effet autocompatible.: les stigmates (les organes femelles) acceptent le pollen provenant du même individu.

La Gazette des plantes a expliqué les notions d’auto-incompatibilité et autocompatibilité sur cette page.:
Auto-incompatibilité et autocompatibilité

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L’étude

Les plants examinés provenaient de quatre populations situées dans des zones agricoles du Bassin parisien.9.

Plusieurs enquêtes ont montré le déclin des pollinisateurs dans cette région au cours des dernières décennies. Une tendance similaire a également été observée en Belgique, où entre 30 et 39.% des espèces d’abeilles seraient menacées.8.

L’hypothèse que les chercheurs désiraient tester est la suivante.: dans le cas des plantes à reproduction mixte (reproduction croisée et autogamie), on peut s’attendre à ce que la raréfaction des insectes entraîne une sélection favorisant l’autofécondation.

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L’écologie de la résurrection

Pour vérifier cette supposition, les scientifiques ont comparé des individus des années.1990 et du début des années.2000 avec leurs descendants contemporains. Ils ont utilisé pour ce faire l’écologie de la résurrection (resurrection ecology).

Des graines furent récoltées et gardées par le Conservatoire Botanique National de Bailleul dans les années.1990 et par le Conservatoire Botanique National du Bassin Parisien au début des années.2000. Elles furent recueillies sur un minimum de 100.plants sélectionnés au hasard dans chaque population.

En février.2021, un prélèvement de plantules «.contemporaines.» fut réalisé dans les mêmes zones, tandis que les anciennes graines furent semées pour produire des «.ancêtres.».

L’équipe procéda ensuite à des analyses génétiques, des mesures phénotypiques et des tests comportementaux.

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Les mesures phénotypiques

Les mesures phénotypiques sont les mesures des traits observables d’un individu. Voyez ci-dessous quelques attributs évalués lors de l’étude. En premier lieu, des caractères liés aux organes de reproduction.10.

Les guides sont des motifs contrastés sur les pétales qui orienteraient les pollinisateurs vers la récompense en nectar. Ils sont très répandus parmi les Angiospermes.11.

Les attributs des feuilles (largeur et longueur) furent également déterminés.

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Les tests comportementaux

Les plantes furent placées dans des cages grillagées en compagnie de ruches de bourdons (Bombus terrestris). Un observateur enregistra ensuite chaque visite de fleur durant un laps de temps fixé.

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Les résultats

Les analyses génétiques révélèrent une augmentation de 27.% du taux d’autofécondation au cours de la période étudiée.
Les traits phénotypiques des fleurs ont également évolué. Les corolles sont devenues plus modestes et la production de nectar a diminué.

La surface des fleurs est en moyenne 10.% plus petite qu’il y a 20 à 30.ans, tandis que le volume de nectar a chuté de 20.%.

Les autres aspects, notamment la taille des feuilles et la hauteur totale de la plante, n’ont pas changé de manière significative au fil des décennies. Ceci renforce l’hypothèse que c’est la sexualité des individus qui est en train d’évoluer.

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Les conclusions

1) Cette étude montre que le système de reproduction des plantes peut évoluer rapidement face aux changements environnementaux en cours.

Elle confirme plusieurs recherches antérieures, notamment celle de deux scientifiques belges, Brys et Jacquemyn, publiée en 2012.13.
Dans ce travail consacré à l’Érythrée petite centaurée (Centaurium erythraea), les auteurs ont comparé des populations urbaines fragmentées — où les pollinisateurs étaient rares — à des populations rurales non fragmentées — où l’activité des pollinisateurs était élevée.

L’enquête montra que, dans les milieux appauvris en pollinisateurs, C. erythraea produisait des fleurs moins nombreuses et plus petites. Elles ne présentaient plus d’herkogamie, contrairement à celles vivant dans des lieux riches en pollinisateurs.

Les anthères étaient situées autour du stigmate et non plus nettement au-dessus. La capacité d’autofécondation était 36.% plus élevée dans ces environnements limités en pollinisateurs que dans des milieux plus naturels.

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2) Pour les plantes, cette évolution représente un avantage à court terme, mais peut-être aussi un danger pour le futur.

L’avantage.: l’assurance reproductive

L’assurance reproductive (reproductive assurance en anglais), la capacité de certaines espèces à préserver leur multiplication lorsque la pollinisation croisée devient incertaine, est indéniablement un gros avantage de cette évolution rapide.

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Le danger : la dépression endogamique

À plus long terme, l’avantage fourni par l’assurance reproductive pourrait être contrebalancé par le phénomène de dépression endogamique (inbreeding depression). Nous expliquerons dans un prochain billet plus en détail ce qu’est la dépression endogamique. Disons simplement ici qu’elle est l’équivalent pour les plantes de la dépression de consanguinité.

La reproduction entre individus apparentés, et donc l’autofécondation, favorise l’apparition de caractères délétères (nocifs) dans la population et peut donc nuire à la survie de celle-ci.

En outre, l’autofécondation homogénéise le patrimoine génétique, en réduisant le nombre d’allèles présents, c’est-à-dire le nombre de versions différentes d’un même gène. Moins de versions différentes, cela veut dire moins de possibilités d’adaptation lorsque les conditions environnementales se modifient.

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3) Pour les insectes, cette tendance est susceptible d’accélérer leur déclin en créant une boucle de rétroaction qui amplifie le processus.

Moins d’insectes signifie moins de visites de pollinisateurs.
Or, la production de nectar et le développement de corolles attractives nécessitent beaucoup d’énergie de la part des plantes, énergie qui sera donc gaspillée si les insectes disparaissent. Elles vont par conséquent diminuer le nectar et réduire la taille de leurs fleurs.
La raréfaction du nectar, source de nourriture pour les pollinisateurs, va alors encore aggraver leur situation.

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Un cul-de-sac.?

L’évolution vers l’autofécondation, bien qu’assez fréquente dans les lignées de plantes, est généralement considérée comme une transformation irréversible.

Cette hypothèse est fondée premièrement sur les désavantages de cette voie que nous avons évoqués ci-dessus.: la capacité limitée à s’adapter à des environnements changeants et l’accumulation de mutations délétères. Deuxièmement, ce changement serait à sens unique.: un passage de l’autoreproduction vers la reproduction croisée serait impossible.

Cette dernière affirmation est toutefois controversée.14.

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Quid des plantes auto-incompatibles.?

Excellente question.! Et qui n’est pas anodine puisqu’on estime qu’environ 40.% des espèces d’Angiospermes possèdent un mécanisme les empêchant de s’autopolliniser. Elles sont donc obligées de recourir à la reproduction croisée.15.

Pour en savoir plus sur les plantes auto-incompatibles, n’hésitez pas à lire ce billet de la Gazette, Auto-incompatibilité et autocompatibilité.

Les scénarios développés théoriquement prédisent que les espèces auto-incompatibles devraient opter pour le chemin diamétralement opposé à l’auto-pollinisation. Face à des pollinisateurs de moins en moins nombreux, les plantes auto-incompatibles mettraient le paquet pour les séduire et écraser la concurrence.

Elles augmenteraient par conséquent la quantité de nectar, la taille de leur corolle, la production de signaux olfactifs etc..16.

En effet, plusieurs indices semblent prouver que la quantité de nectar est relativement plus élevée au printemps — quand les pollinisateurs sont rares — qu’en été. Les distances parcourues par les insectes à la recherche de nourriture sont plus longues en été. Les colonies d’abeilles mellifères prennent plus de poids au printemps et une plus grande proportion de butineuses reviennent bredouilles en été qu’au printemps.17.

En outre, il a été attesté que la «.publicité olfactive.» est plus importante parmi les espèces à floraison précoce, lorsqu’il y a moins de pollinisateurs, que chez celles qui éclosent tardivement.18.

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De quoi diantre Anabelle parle-t-elle.??? Avez-vous une idée.? Dans ce cas, n’hésitez pas à nous la communiquer via le champ «.commentaires.» ci-dessous. À bientôt.!

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Sources :