Les bourdons font fleurir les plantes plus rapidement
Lorsque le pollen est rare, les bourdons endommagent les feuilles des plantes à fleurs de manière à ce que celles-ci fleurissent plus rapidement. C'est ce que montre une équipe de recherche de l'ETH dirigée par Consuelo De Moraes et Mark Mescher.
Ce printemps est arrivé plus tôt que jamais. De nombreuses plantes étaient déjà en pleine floraison à la mi-avril, soit environ trois à quatre semaines plus tôt que la normale. De telles anomalies sont de plus en plus fréquentes en raison du changement climatique, et l'incertitude qui en résulte risque de perturber la coordination saisonnière entre les plantes et leurs insectes pollinisateurs.
Or, une équipe de recherche dirigée par les professeurs de l'ETH Consuelo De Moraes et Mark Mescher a découvert un comportement singulier des bourdons qui améliore la synchronisation entre les collecteurs de pollen et les plantes qu'ils pollinisent.
Dans une étude qui vient d'être publiée dans la revue spécialisée "Science", les chercheurs montrent que les ouvrières des bourdons pincent avec leurs pièces buccales les feuilles des plantes sans fleurs. Les dommages qui en résultent incitent les plantes à produire de nouvelles fleurs, qui fleurissent plus tôt que celles des plantes auxquelles les bourdons n'ont pas donné ce "coup de pouce".
"Des travaux antérieurs ont montré que différents types de stress peuvent faire fleurir des plantes. Mais le fait que les dommages causés par les bourdons accélèrent la production de fleurs était inattendu", explique Mescher.
L'abroutissement des bourdons, un problème
Les chercheurs avaient remarqué ce comportement pour la première fois lors d'autres expériences avec des bourdons et des plantes. L'une des premières auteures de l'étude, Foteini Pashalidou, a observé dans la serre comment les insectes mordaient les plantes expérimentales non fleuries. D'autres scientifiques ont également observé ce comportement. Mais des études plus précises faisaient défaut.
Par la suite, les chercheurs de l'ETH ont mené plusieurs essais en laboratoire et en plein air avec des colonies de bourdons terrestres (Bombus terrestris) à partir de cultures et sur un grand nombre de plantes.
A l'aide d'essais en laboratoire sur des plants de tomates et de moutarde, les chercheurs ont pu démontrer que la propension des bourdons à endommager les feuilles dépend fortement de la quantité de pollen disponible. Si les pollinisatrices n'ont pas ou peu de pollen à disposition, elles endommagent plus souvent et plus fortement les feuilles de leurs fournisseurs de nourriture potentiels que si elles disposent de suffisamment de pollen.
Les chercheurs ont en outre constaté que les dommages causés aux feuilles des plantes expérimentales avaient un impact important sur la période de floraison. Les plants de tomates exposés à l'abroutissement des bourdons ont fleuri jusqu'à 30 jours plus tôt que les plants non abroutis. Pour les plantes de moutarde, la date de floraison a été avancée de deux semaines.
"Les dommages infligés par les pollinisatrices ont eu un impact dramatique sur la floraison. Cela n'a pas encore été décrit scientifiquement", explique De Moraes. En outre, le stade de développement de la plante au moment de la morsure joue un rôle important. "Cela influence également le degré d'accélération de la floraison". Les chercheurs souhaitent étudier ce lien de manière plus approfondie.
Les scientifiques ont également essayé de provoquer manuellement les modèles de dommages des bourdons pour voir s'ils pouvaient reproduire l'effet sur la floraison. Mais bien que les deux espèces de plantes aient fleuri un peu plus tôt après cette intervention, l'effet était loin d'être aussi fort que celui provoqué par les bourdons. De Moraes suppose donc qu'un signal chimique pourrait être impliqué au sein de la plante. "Ou alors, nous n'avons pas pu reproduire les dégâts foliaires avec suffisamment de précision", dit-elle.
Phénomène également observé en plein air
L'équipe de recherche de l'ETH a également pu observer le comportement des bourdons dans des conditions plus naturelles. Sous la direction de la doctorante Harriet Lambert, les chercheurs ont mené des expériences de suivi sur les toits de deux bâtiments de l'ETH Zurich au centre de la ville. Lors de ces expériences également, les chercheurs ont observé que les bourdons affamés dont l'approvisionnement en pollen était insuffisant endommageaient souvent les feuilles des plantes non fleuries. Les insectes réduisaient toutefois systématiquement ce comportement lorsque les chercheurs mettaient davantage de fleurs à leur disposition.
En outre, les bourdons d'élevage des colonies expérimentales ne sont pas les seuls à mordre les feuilles des plantes. Au moins deux espèces de bourdons sauvages ont également endommagé les feuilles des plantes sur les sites expérimentaux. Cependant, d'autres pollinisateurs proches, comme les abeilles mellifères, n'ont pas montré un tel comportement. Les abeilles ne semblaient pas ignorer les plantes en fleurs, bien qu'elles visitaient fréquemment les taches proches avec des plantes en fleurs.
Un équilibre bien rodé menace de s'effondrer
"Les bourdons ont peut-être développé une méthode efficace pour atténuer localement le manque de pollen", explique De Moraes, "et à l'extérieur, dans la nature, il y a aussi d'autres pollinisateurs qui pourraient profiter des efforts des bourdons".
Il reste toutefois à voir si ce comportement sera suffisant pour relever les défis du changement climatique. Les insectes et les plantes à fleurs partagent une longue histoire évolutive commune, qui a donné naissance à un équilibre délicat entre le moment de la floraison et le développement des pollinisateurs.
Le réchauffement climatique et d'autres changements environnementaux d'origine humaine pourraient perturber le déroulement temporel de ces interactions et d'autres interactions écologiquement importantes entre les organismes. De tels changements environnementaux rapides pourraient conduire à un développement de plus en plus asynchrone des insectes et des plantes. "Les deux parties y perdront", conclut Mescher.
Référence bibliographique
Paschalidou FG, Lambert H, Peybernes T, Mescher MC, De Moraes CM. Les abeilles Bumble endommagent les feuilles des plantes et accélèrent la production de fleurs lorsque le pollen est rare. Science, publié en ligne le 21 mai 2020. DOI : site externe10.1126/science.aay0496