Figure 1 :(a) fleurs de Yoania amagiensis, (b) des fleurs de Monopastrum humile, (c) des fleurs de Phacellanthus tubiflorus, (d) fruit de Y. amagiensis, (e) fruit de M. humile, (f) fruit de P. tubiflorus. Crédit :Université de Kobe
Trois espèces de plantes non photosynthétiques dépendent principalement des grillons chameaux pour disperser leurs graines, selon une nouvelle recherche du professeur agrégé du projet Suetsugu Kenji (École supérieure des sciences de l'Université de Kobe). Ces résultats ont été publiés le 9 novembre dans l'édition en ligne de Nouveau phytologue .
La plupart des plantes non photosynthétiques ont de très petites graines qui peuvent être dispersées par le vent comme des particules de poussière. Cependant, certaines plantes achlorophylles poussent dans le sous-bois sombre des forêts, et ont abandonné la dépendance au vent pour la dispersion des graines. Dans cette étude, Le professeur Suetsugu a étudié la méthode de dispersion des graines pour trois de ces plantes :Yoania amagiensis, Monotropastrum humile et Phacellanthus tubiflorus. Il a identifié le grillon de chameau comme leur principal disperseur de graines, la première preuve d'utilisation de grillons chameaux pour la dispersion des graines dans les plantes à fleurs.
L'exemple le plus célèbre de porteurs d'insectes est celui des fourmis, mais les fourmis ne mangent pas les graines :elles les portent dans leurs nids dans leurs mandibules. Les insectes qui transportent des graines en les mangeant sont très rares. Un exemple est le weta néo-zélandais, mais c'est un cas particulier :normalement ce rôle serait joué par les mammifères, mais en Nouvelle-Zélande, les seuls mammifères indigènes sont les chauves-souris.
L'étude du professeur Suetsugu a été réalisée dans la ville de Fuji, Shizuoka, où ils ont étudié les méthodes de dispersion des graines pour trois espèces de plantes non photosynthétiques (figure 1). Ils ont découvert que les oiseaux et les mammifères, généralement chargé de transporter ces graines, n'ont montré aucun intérêt pour les fruits de ces plantes. Pendant ce temps, invertébrés, en particulier les grillons chameaux mangeaient régulièrement les fruits (figure 3). Cependant, manger les fruits est différent d'être porteur - les graines doivent également être conservées indemnes dans les excréments. Le chercheur a capturé des grillons de chameau, vérifié s'ils excrétaient les graines entières, et trouvé de nombreuses graines intactes.
Figure 2 :Tachycines elegantissima se nourrissant de (a) fruit de Y. amagiensis et (b) fruit de M. humile (c) Diestrammena japonica se nourrissant de fruit de P. tubiflorus. Crédit :Université de Kobe
Les trois espèces de plantes recensées (Y. amagiensis, M. humile et P. tubiflorus) sont toutes des espèces non photosynthétisantes. Ils peuvent survivre dans un habitat totalement noir, et se trouvent principalement dans le sol forestier hors de portée de la lumière du soleil. L'habitat des trois espèces enquêtées cette fois a un débit de vent très limité, les plantes avaient donc besoin de développer des fruits et de dépendre des animaux porteurs. Cependant, ces espèces végétales parasites n'ont pas de ressources à revendre, ils ne peuvent donc pas créer de fruits attrayants pleins de nutriments qui plairaient aux oiseaux et aux mammifères. La meilleure option suivante était d'utiliser des insectes errants qui mangeaient des fruits de mauvaise qualité. (En réalité, la souris des champs japonaise, un transporteur de semences populaire, remarqué ces fruits, mais il n'a pas essayé de les manger.)
Les insectes n'ont jamais été considérés comme des porteurs de graines internes car, en raison de la petite taille de leur corps et de leurs mandibules, on pensait qu'ils mâchaient les graines. Cependant, les graines des plantes non photosynthétiques sont extrêmement petites, afin qu'ils puissent traverser le système digestif sans dommage (figure 3).
Y. amagiensis, M. humile et P. tubiflorus appartiennent respectivement à la famille des Ericaceae, la famille des Orchidaceae et la famille des Orobanchaceae. Ce sont des espèces très différentes, et ils ont chacun abandonné la photosynthèse dans le cadre de leurs modèles évolutifs indépendants. En d'autres termes, trois plantes non apparentées non photosynthétiques se sont développées indépendamment pour s'appuyer sur des insectes porteurs pour la dispersion des graines. Cela suggère que l'étape évolutive d'abandon de la photosynthèse (et les caractéristiques qui l'accompagnent - petites tailles de graines, le passage à un sol forestier sombre avec une dispersion par le vent inefficace) leur ont permis d'occuper une niche biologique unique.
Ces résultats montrent que l'étape évolutive de la perte de la photosynthèse n'est pas simplement une perte de fonctions par perte de chloroplaste :elle modifie radicalement la relation de la plante avec les autres organismes. En poursuivant l'étude des plantes qui ne font pas de photosynthèse, nous prévoyons de clarifier les changements qui ont eu lieu au cours du processus de faire le choix extrême d'abandonner la photosynthèse.
Figure 3 :Fèces de grillons chameaux. De nombreuses petites graines sont excrétées intactes. La barre est de 0,5 mm. (a) Y. amagiensis, (b) M. humile et (c) P. tubiflorus. Crédit :Université de Kobe
