La chaleur générée par les légumes, un facteur clé dans l’histoire évolutive de la pollinisation ?

Dans quelle mesure la capacité de certaines plantes à générer une quantité importante de chaleur a-t-elle joué un rôle crucial dans l’histoire évolutive de la pollinisation ? Une nouvelle étude a cherché la réponse à cette question.

Bien que la thermogenèse, un processus par lequel les organismes génèrent de la chaleur en interne dans certaines plantes, ne puisse pas être directement préservée dans les archives fossiles, les scientifiques peuvent déduire sa présence dans les plantes anciennes en étudiant aujourd’hui des structures anatomiques similaires.

Une nouvelle étude menée par l’Institut Botanique de Barcelone (IBB), un centre conjoint du Conseil Supérieur de la Recherche Scientifique (CSIC) d’Espagne et du Consortium du Musée des Sciences Naturelles de Barcelone (CMCNB), a examiné les caractéristiques des plantes thermogéniques actuelles, celles qui ont la capacité de produire leur propre chaleur à partir de processus métaboliques internes et les ont comparés aux caractéristiques déductibles de diverses lignées de plantes fossiles.

Les travaux ont été réalisés en collaboration avec plusieurs institutions, dont l’Université de Barcelone (UB), l’Université Complutense de Madrid (UCM), en Espagne, l’Institut géologique et minier d’Espagne (IGME, dépendant du CSIC), le Smithsonian Institute des États-Unis et les jardins botaniques de Sydney en Australie.

La thermogenèse est généralement associée aux animaux, mais certaines plantes ont également développé cette capacité. Ce processus métabolique permet à certaines parties de la plante, comme les fleurs et les inflorescences (groupes de fleurs), d’élever leur température au-dessus de celle de l’environnement. La chaleur qu’ils génèrent aide à volatiliser et à disperser les parfums floraux et autres composés chimiques qui attirent les insectes tels que les coléoptères, les mouches et autres vers les plantes, facilitant ainsi leur pollinisation. De plus, la thermogenèse stabilise le développement des organes reproducteurs dans les climats froids et facilite la croissance des tubes polliniques.

“Nos résultats suggèrent que la thermogenèse chez les plantes est un phénomène plus ancien qu’on ne le pensait auparavant”, explique David Peris, chercheur de l’IBB et premier auteur de l’étude. « Il y a 200 millions d’années, la diversification des angiospermes, plantes à fleurs, n’avait pas encore eu lieu. La thermogenèse aurait donc pu être un facteur crucial dans le succès évolutif des plantes à graines en général, et des plantes à fleurs en particulier, ainsi que dans celui de leurs pollinisateurs.

Abeja, un insecte pollinisateur typique. (Photo : NPS/Christina Martin)

Une découverte aux implications évolutives

Dans les plantes thermogéniques, les structures femelles mûrissent avant les structures mâles pour éviter l’autofécondation. Cette caractéristique est identifiée dans les groupes actuels d’angiospermes les plus primitifs, où les étamines et les carpelles (respectivement les parties reproductrices mâles et femelles) étaient fermés séparément dans de petites chambres. De plus, le fait que certaines plantes fossiles possédaient des chambres de reproduction qui auraient pu piéger les insectes pollinisateurs suggère que cette caractéristique existait déjà chez les plantes avant l’apparition des fleurs.

Les grandes structures reproductrices, telles que les périanthes ou les cônes, pourraient également indiquer une thermogenèse, car elles retiennent mieux la chaleur. Cette étude a permis aux scientifiques d’identifier quelles lignées de plantes fossiles auraient pu avoir une activité thermogénique, ce qui suggère que la thermogenèse est présente dans les plantes à graines depuis plus longtemps qu’on ne le pensait auparavant.

Selon les auteurs de la recherche, la capacité de générer de la chaleur aurait pu donner à certaines plantes du Mésozoïque, il y a plus de 200 millions d’années, un avantage compétitif sur les plantes non thermogéniques, en attirant plus efficacement les insectes pollinisateurs, contribuant ainsi à leur succès reproducteur. . Cette stratégie d’attraction des pollinisateurs aurait pu en précéder d’autres, comme les couleurs saisissantes des fleurs, et être influencée par les changements climatiques mondiaux passés. De plus, la thermogenèse est étroitement liée à l’émission de parfums, autre facteur crucial dans l’attraction des insectes.

Cette étude ouvre de nouvelles voies pour explorer comment ces interactions ont influencé la diversification des plantes et de leurs pollinisateurs tout au long de l’histoire de l’évolution. « La thermogenèse des plantes n’est pas seulement une curiosité botanique », explique Iván Pérez-Lorenzo, chercheur de l’IBB et également participant à l’étude, « mais c’est un facteur important qui a contribué au succès des deux groupes d’organismes les plus importants. . » diversifié aujourd’hui : insectes et angiospermes, et a des implications clés pour comprendre l’évolution des stratégies de pollinisation.

L’étude s’intitule « L’impact de la thermogenèse sur l’origine de la pollinisation des insectes ». Et cela a été publié dans la revue académique Nature Plants. (Source : IBB/CSIC)