Diversité structurelle chez les helminthes carnivores. Crédit :Images de fleurs :Andreas Fleischmann, Images pièges :Plant Biomechanics Group Freiburg
Les ombelles (Utricularia spp. Lentibulariaceae) sont des plantes aux nombreux superlatifs :elles appartiennent au genre le plus récemment évolué et aussi le plus grand des plantes à fleurs carnivores, englobant plus de 240 espèces. Ils ont l'un des plus petits génomes connus chez les plantes à fleurs, avoir les pièges les plus rapides, sont complètement déracinés, sont distribués presque dans le monde entier, et possèdent une grande variété de formes de vie différentes. Une équipe du Groupe Biomécanique Végétale du Jardin Botanique de l'Université de Fribourg dirigée par le Pr. Thomas Speck et le Dr. Simon Poppinga mène des analyses morphologiques et biomécaniques comparatives sur ces pièges ultra-rapides, qui capturent des proies au moyen d'une aspiration induite par la dépression. Le journal Rapports scientifiques a maintenant publié deux nouveaux articles avec les résultats du groupe.
Les expériences décrites dans le premier article ont été menées en étroite collaboration avec des collègues du Département d'Ecologie Animale, Évolution, et Biodiversité à l'Université de la Ruhr à Bochum, dirigé par le Prof. Dr. Ralph Tollrian. A l'aide d'une caméra ultra-rapide, les chercheurs ont analysé le "comportement de capture" du piège à succion d'Utricularia australis et les éventuelles tentatives d'évasion d'une de ses espèces de proies naturelles, la puce d'eau Ceriodaphnia dubia. Ils ont découvert que les puces sont aspirées dans les pièges avec 2800 fois l'accélération de la gravité et sont décélérées à l'intérieur du piège presque aussi rapidement. Tous les processus de piégeage sont trop rapides pour permettre à la puce de tenter de s'échapper.
L'équipe de Fribourg a atteint les résultats présentés dans le deuxième article avec le Dr Andreas Fleischmann du Botanische Staatssammlung Munich et avec des collègues de l'Institut pour l'évolution et la biodiversité, Université de Munster, dirigé par le Prof. Dr. Kai Müller. Des analyses fonctionnelles-morphologiques et biomécaniques comparatives sur 19 espèces d'hyménoptères menées par les scientifiques ont révélé différentes structures d'entrée de piège et de trappe ainsi que plusieurs types de mouvement lors de l'aspiration qui peuvent être interprétés comme des adaptations aux différents habitats occupés par l'espèce. Une espèce, Utricularia multifida, a une trappe qui ne bouge pas et piège probablement les proies selon un principe de piégeage passif au lieu de les aspirer. De cette façon, l'équipe a révélé pour la première fois diverses relations forme-structure-fonction et a également placé leurs découvertes dans un contexte évolutif :à l'aide de séquences de gènes de 105 espèces, ils ont réussi à reconstituer le cours du développement évolutif du genre Utricularia.