Découvrez les 5 secrets de séduction des fleurs

Les plantes à fleurs représentent 90% de la biodiversité végétale. La famille des orchidées compte à elle seule plus d’espèces qu’il n’y a de mammifères et d’oiseaux ! Comment expliquer un tel succès dans l’Histoire de l’évolution des êtres vivants sur Terre ? Les découvertes scientifiques éclairent ce mystère.

Chez les angiospermes (plantes à fleurs), la fleur est l’organe reproducteur de la plante. La structure de la fleur est la suivante : des pétales entourant à la fois une partie femelle, appelée « pistil » et contenant l’ovule, et une partie mâle constituée d' »étamines » portant les grains de pollen. La fécondation donne naissance à une graine, qui est en fait l’embryon de la plante.

Alors que d’autres espèces végétales dépendent du vent ou de l’eau pour leur reproduction sexuée, les plantes à fleurs s’appuient sur une alliance étonnante avec le monde animal : les pollinisateurs – les insectes (abeilles, bourdons, etc.) mais aussi les oiseaux et les mammifères comme les chauves-souris – transportent le pollen d’un fleur au pistil d’une autre.

« L’avantage d’avoir une partie mâle et une partie femelle sur la même structure est que lors d’une même visite, l’animal touchera à la fois les organes mâles et femelles de la plante.», explique François Parcy, biologiste végétal au CNRS. La structure de la fleur est donc une des clés de sa réussite. Mais pour attirer les pollinisateurs, les plantes à fleurs ont dû développer une myriade de stratégies.

La couleur, le secret séducteur des fleurs

C’est une des raisons pour lesquelles on apprécie tant leurs bouquets : les fleurs déploient toute une palette de couleurs plus ou moins vives et éclatantes. Mais cette débauche de couleurs ne nous est pas destinée. La couleur est en fait le principal signal envoyé aux pollinisateurs pour les « charmer ».

Edwige Moyroud est biologiste végétale à l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni. Elle explique que les couleurs des fleurs proviennent principalement de la synthèse de trois types de pigments : les anthocyanes (palette de couleurs allant du violet au rouge), les caroténoïdes (jaune-orangé) et les bétalaïnes (rouge-violet).

Mais le chercheur a mis en évidence un autre mécanisme qui donne à certaines plantes leur couleur bleue. À l’aide d’un microscope à balayage, elle a remarqué que la surface des pétales de la guimauve africaine, une fleur de la famille des hibiscus, apparaissait striée. Ces stries ondulées permettent en fait la diffraction de la lumière. Un phénomène appelé « iridescence », qui attire irrésistiblement les insectes pollinisateurs.

Ultraviolets, ces signaux floraux qui nous échappent

Parmi les couleurs, l’œil humain ne peut percevoir que celles dont la longueur d’onde est comprise entre 380 nanomètres (violet) et 780 nm (rouge). Si certaines fleurs nous paraissent ternes, elles apparaissent néanmoins brillantes aux yeux des pollinisateurs. Ces fleurs émettent en effet une couleur invisible pour nous : l’ultraviolet (UV), en dessous de 380 nm.

Aline Raynal-Roques, botaniste, et Albert Roguenant, entomologiste, l’ont confirmé de manière spectaculaire en prenant des photos de fleurs dans des conditions permettant de révéler les rayonnements UV. Résultat : les pétales paraissent ternes, tandis que les étamines brillent comme « balises dans un port« , guidant les pollinisateurs vers les organes sexuels de la fleur.

Le parfum des fleurs, un atout de séduction

Mais comment attirer les pollinisateurs lorsque la végétation environnante est dense, comme dans une forêt tropicale par exemple ? Le titan arum, ou titan phallus, a développé une stratégie étonnante. Cette fleur – en fait une inflorescence ou assemblage de plusieurs fleurs – pousse sur l’île de Sumatra en Indonésie. Et sa particularité est son parfum pour le moins « fleuri ».

Cornelia Lohne travaille au Conservatoire botanique de Bonn en Allemagne, où pousse un titan arum. A chaque floraison, pendant deux jours, elle sent le parfum changer avec le temps : chou bouilli, puis algues, transpiration, fromage et enfin… poisson !

A la base de ces odeurs désagréables à notre nez se trouvent des produits chimiques similaires à ceux émis lors de la décomposition de la matière organique, attirant les pollinisateurs qui aiment la chair en décomposition.

La fleur parvient même à produire de la chaleur – un processus appelé « thermogénèse » – afin de décupler son odeur : sa température est supérieure de 10°C à celle de l’air ambiant. Porté par la colonne d’air chaud, le parfum s’élève ainsi au-dessus de la canopée, et se diffuse jusqu’à 1 km à la ronde. De quoi faire « réappliquer » les insectes !

Le sucre, une récompense « alléchante » pour les pollinisateurs de fleurs

Lors de la visite des fleurs, les pollinisateurs viennent souvent à la recherche de nutriments : il peut s’agir de pollen et/ou de nectar, une solution sucrée qui n’a d’autre but que de récompenser les visiteurs.

Lilach Hadany, théoricienne de l’évolution à l’Université de Tel Aviv (Israël), a fait une découverte étonnante. En exposant des fleurs à une abeille bourdonnante, elle a constaté qu’elles produisaient un nectar 20 % plus sucré par rapport à celui synthétisé en l’absence de stimulus sonore. Certaines fleurs sont donc sensibles aux vibrations émises par les pollinisateurs en vol. Ils économiseraient ainsi du sucre – dont la synthèse nécessite de l’énergie – en l’absence d’insectes.

Comment les fleurs restent en « bonne forme »

Charles Darwin, célèbre naturaliste britannique du 19ème siècle, avait reçu en cadeau une « étoile de Madagascar », une fleur formant un long tube de 30 cm de long. Le théoricien de la sélection naturelle avait alors postulé qu’il devait exister un papillon nocturne avec un tronc assez long pour polliniser cette étrange fleur. Ce n’est que dans les années 1990 que ce pollinisateur est enfin identifié, confirmant a posteriori l’hypothèse de Charles Darwin.

Pour déterminer à quelle vitesse les plantes à fleurs sont capables de s’adapter aux préférences des pollinisateurs en termes de taille et de forme, Florian Schiestl, professeur de botanique évolutive à l’Université de Zurich (Suisse) a mené une expérience. Il cultive des plantes de Brassica rapa, et les met en présence soit de bourdons, soit de syrphes (un insecte pollinisateur de la famille des mouches).

Les insectes ont pollinisé les fleurs, donnant naissance à une nouvelle génération de plantes, qui elles-mêmes produisaient des fleurs, et ainsi de suite. Après seulement un an et demi, c’est-à-dire après 9 générations de fleurs, ce que le chercheur a observé l’a laissé sans voix. Dans les bacs fréquentés par les bourdons, les fleurs étaient grandes et très parfumées, alors que dans le bac à syrphes, elles étaient au contraire petites et presque inodores. Des caractéristiques qui reflètent parfaitement les préférences de ces pollinisateurs.

Cette rapidité d’adaptation explique en partie le succès évolutif des plantes à fleurs. Pour en savoir plus, rendez-vous sur France 5 le jeudi 19 mai à 21h pour le documentaire « Sciences grand format – L’abominable mystère des fleurs« , librement adapté de l’oeuvre « L’histoire secrète des fleurs » par François Parcy (Editions Humensciences/Humensis, 2019).

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