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Les odeurs des fleurs et leurs rôles dans la pollinisation

Dernière mise à jour : 9 mai 2020


Ah le printemps ! Les journées qui se rallongent, le débourrement des bourgeons, les premières fleurs qui sortent, le soleil qui repointe le bout de son nez, et… les insectes ! Eh oui, la température augmente ! Et ça, les insectes aiment bien, leur retour est donc imminent !


Comme vous avez  pu le lire dans notre premier article (ou pas, dans ce cas je vous le conseille !) qui traitait justement des insectes, ces derniers ont des rôles très importants pour l’équilibre des écosystèmes. C’est une faune indispensable de part les rôles qu’elle assure dans la nature : décomposition de la matière organique, aération du sol, brassage de la matière organique, source de nourriture pour d’autres espèces, régulation d’autres espèces en les prédatant, et… la pollinisation ! Ah, on en entend beaucoup parler de la pollinisation. Son importance pour la survie de nombreuses espèces végétales et animales (incluant la nôtre) est d’ors et déjà démontrée.



Apis mellifera (Abeille domestique) recouverte de pollen et butinant une fleur

(© Hubert-Dudoit Hermann - 2020)



Mais d’ailleurs, comment est-elle possible cette pollinisation ? Comment les insectes trouvent les fleurs ? Comment savent-ils où se diriger ? Les odeurs florales ont-elles un rôle à jouer là-dedans ?


J’ai eu justement l’occasion de traiter ces questions (spoiler alert : surtout la dernière) lors d’un rapport bibliographique pendant mon premier semestre de Master 1. Cela consiste globalement en un rassemblement de tout un tas d’articles scientifiques pour faire un état de l’art d’une question scientifique (mais avec des vraies sources !). Cet article est donc tiré des informations que j’ai pu trouver dans tous les articles que j’ai lu (beaucoup trop pour ma santé mentale). Et si vous cherchez un peu de lecture pour le soir et que les sources vous intéressent, n’hésitez pas à me les demander !


Mais pas d’inquiétude, cet article est accessible à tout le monde. Donc si vous, derrière votre écran, êtes intéressés par le sujet , c’est qu’il est fait pour vous !



Interactions plantes/insectes


Alors par où commencer ?

Déjà, avant toutes choses, il faut savoir que dans les écosystèmes, les végétaux et les insectes sont des organismes vivants qui interagissent constamment entre eux. C’est notamment à travers des relations symbiotiques, par exemple mutualistes (interactions durables à intérêts mutuels pour les organismes) ou parasitaires (interactions durables à intérêts non mutuels pour les organismes) que ces deux groupes s’associent.


Comment se sont mises en place ces interactions me dites-vous ? Les plantes et les insectes ont tout simplement coévoluer, c’est à dire qu’ils se sont « transformés » au cours de l’évolution grâce à leur influence réciproque, mettant ainsi en place certaines relations, qu’elles soient bonnes ou mauvaises. Pas si évident en fait...



Pollinisation


Si vous connaissez la pollinisation, vous devez sûrement connaître la pollinisation entomophile. Il s’agit du transport du pollen par les insectes et c’est l’une des interactions qu’il existe entre les plantes à fleurs (Angiospermes) et les insectes. Elle est indispensable à l’équilibre des écosystèmes pour plusieurs raisons :


Les plantes, ne pouvant pas se déplacer, ont besoin d’agents extérieurs (des insectes entre autres) pour leur fécondation.

De leur côté, les insectes utilisent les plantes comme ressource alimentaire ou comme abri : lieu d'accouplement, de refuge ou de ponte. Chaque participant de cette interaction en tire un bénéfice, on parle alors de mutualisme. Mais attention ! Dans la suite de l’article on verra que ce n’est pas toujours le cas et que les plantes font parfois preuve de beaucoup d’ingéniosité pour tromper les insectes.


Ces pollinisateurs sont alors très importants pour la survie des plantes. Mais qui sont-ils ? Ce sont plusieurs ordres d'insectes, dont les plus importants sont : les lépidoptères, les coléoptères, les hyménoptères et les diptères, qui forment un groupe fonctionnel (différentes espèces ayant la même fonction, ici la pollinisation).



Les principaux ordres d'insectes pollinisateurs et un exemple : Coléoptère (Oxythyrea funesta), Lépidoptère (Zygaena occitanica), Hyménoptère (Apis mellifera) , Diptère (Scatophaga stercoraria).

(© Hubert-Dudoit Hermann - 2018/2019/2020)



Selon l’article « How many flowering plants are pollinated by animals » (Ollerton et al, 2011) ou « Combien de plantes à fleurs sont pollinisées par les animaux » pour ceux qui ont la flemme de traduire, environ 87,5% des plantes à fleurs sur Terre sont biologiquement pollinisées par des animaux, et principalement des insectes. Donc, entre tous les vecteurs possible de la pollinisation (vent, eau, animaux) c’est la pollinisation via les insectes qui est la plus importante !



Du côté des plantes


Si les plantes à fleurs comptent autant sur les insectes pour leur survie, elle ont alors développé différents traits au cours de l’évolution n’ayant qu’un seul objectif : favoriser l’interaction avec les insectes. Eh oui, plus elle attireront des insectes à elles, plus elles auront une chance de se reproduire (même si certaines peuvent s’autoféconder) ! Parmi ces traits, on retrouve la couleur de la fleur, sa forme, la présence de nourriture et son odeur.



Diversité morphologique et chromatique des fleurs des Angiospermes (Byng et al, 2018).



C’est sur ce dernier trait : l’odeur, dont le fonctionnement est moins connu, que cet article va se pencher ! Eh oui, les doux parfums des fleurs n’existent pas pour notre propre plaisir, nous humains, mais bien pour l’odorat des insectes !



Composés organiques volatils


Alors ces odeurs, que sont-elles ? D’où viennent-elles ? Comment les insectes les sentent-elles ? Quels effets ont-elles sur les insectes ?


Pour tenter de répondre à ces questions, il faut se pencher sur ce qu’on appelle les composés organiques volatils (aussi appelés COV pour plus de simplicité). Mais que sont-ils et que viennent-ils faire dans cet article ?



1. Késséssé


Les végétaux sont des organismes produisant un nombre importants de métabolites secondaires, qui sont des composés chimiques assurant des fonctions d’interactions avec l’environnement dites non « essentielles » (les métabolites primaires, à l’inverse, jouent un rôle dans les fonctions « essentielles » de la vie d’une plante : croissance, division cellulaire, respiration). 

Et les COV font partie de ces métabolites secondaires !


Pourquoi organiques ? Car les molécules contenant au moins un atome de carbone sont dites « organiques », et les COV en contiennent justement ! Pourquoi volatils ? Car c’est comme cela que l’on nomme les molécules pouvant facilement s’évaporer et donc passer à l’état de gaz. Les COV ont un point d’ébullition bas et se retrouvent donc facilement sous forme gazeuse dans l’atmosphère.

Autre point fondamental : les COV sont produits par la totalité des organes de la plante et par toutes les plantes ! Bon allez, je ne vous fait pas languir plus longtemps : les COV sont les odeurs que la plante émet !


2. Origine et devenir


Ces COV peuvent être de différents types et sont généralement classés selon 3 grands groupes : dérivées d’acides gras, benzénoïdes et terpénoïdes, mais ce n’est pas le plus important ici.

Ce qu’il faut retenir, c’est que ces composés ne sont pas limités aux tissus végétaux : ils sont produits par tous les organes de la plante, puis émis dans l’atmosphère via les feuilles, les fleurs et les fruits et sont émis dans le sol via les racines (c’est pas un volatil pour rien !)

Il existe de très nombreuses molécules odorantes mais c'est leur mélange, dans des proportions particulières, qui créé une odeur spécifique. Chaque individus et chaque organe émettent donc des odeurs différentes.

Parmi les organes des plantes, les fleurs émettent généralement les quantités les plus élevées et les mélanges les plus divers de COV (il a été recensé plus de 1700 COV différents en 2006 !). Et ce sont justement les COV émis par les fleurs, aussi appelés senteurs florales ou odeurs florales, qui jouent un rôle dans la rencontre entre la plante et le pollinisateur !



3. COV = messagers


Mais pourquoi la plante produit-elle des COV ? Et pour qui ? Vu le coût énergétique que ça doit avoir, il faut bien que ça lui serve.

En fait, ces nombreux COV lui servent de messagers. Ils sont émis par les organes de la plante, puis transportés par l’air. Mais alors si les COV sont des messagers, quel est le message et à qui s’adresse-t-il ?


Le message peut être de 2 types : attraction ou défense. Que signifient ces messages et, encore une fois, à qui s’adressent-ils ?

Messages de défense


Dans leur cas, ces messages permettent aux plantes de se défendre en s’adressant soit à d’autres plantes pour leur avertir d’un danger soit à des herbivores pour les faire fuir.


Messages attractifs


Ces messages servent à attirer de nombreux et différents organismes qui rempliront alors certains rôles nécessaires à la plante :

  • des consommateurs secondaires (prédateurs d’herbivores). La plante les attire afin d’être défendue contre des ravageurs ou des phytophages. Il s’agit donc d’un mécanisme de défense (ce passage peut s’inscrire dans la catégorie « défense »).

  • des disperseurs de graines, telles que les chauve-souris, qui favoriseront la dissémination des graines (zoochorie).

  • et… des pollinisateurs ! On va se pencher un peu plus sur cette partie là dans la suite de cet article.



4. Rôle principal vis-à-vis des insectes pollinisateurs


Alors à quoi pourrait bien servir ces odeurs transmises des fleurs aux insectes pollinisateurs ? Tout simplement à les attirer !


De nombreuses études (Dötterl et al, 2014, par exemple) ont montré l’effet attractif des COV sur les insectes pollinisateurs. Généralement, ces études se font sur le même schéma. L’insecte est mis face à un choix : fleur avec odeur ou fleur sans odeur. Des observateurs comptent le nombre d’insectes se dirigeant vers telle ou telle fleur, pour aboutir aux résultats : les insectes préfèrent lorsqu’il y a les odeurs ! Cela montre bien que les COV jouent un rôle très important dans la pollinisation entomophile.


5. Étapes par étapes


Mais alors, concrètement, comment cela se déroule-t-il ? Nous allons décortiquer, étapes par étapes, le déroulement de ce phénomène :


Tout commence après la floraison, lorsque la fleur est prête à être pollinisée. Elle produit alors de nombreux COV, dégageant ainsi une douce odeur. Les insectes, dotés également d’un odorat (encore plus fin que le nôtre), sentent également ces odeurs.


 

Mais d’ailleurs, comment les insectes sentent-ils ?

Faisons une courte parenthèse pour expliquer le fonctionnement du système olfactif de ces bêtes qui ne possèdent pas de narines comme nous !

En fait, la majorité des insectes détectent les molécules odorantes par leurs antennes, qui leur servent donc de « nez ». Sur ces antennes, on peut observer de minuscules poils nommés « sensilles olfactives ». Les COV entrent dans l’organisme via des pores présents sur ces sensilles. Le signal chimique est ensuite traduit en signal électrique, puis transmis au cerveau qui traitera l’information. Et voilà comment les insectes sentent !


 

Revenons à la prochaine étape ! Les insectes, ayant senti l’odeur sont alors attirés par elle et se dirigeront sur la fleur.

Cette interaction permet alors à la plante de favoriser sa reproduction via la pollinisation. Du côté des insectes, une récompense est également à la clé : le nectar. Après s’être goulûment repus, les pollinisateurs (ou plutôt ce qui leur sert de cerveau : les ganglions cérébroïdes) vont alors associer les COV sentis aux récompenses présents sur la fleur. Le mélange odorant devient alors un signal de récompense. Ce qui incitera l’insecte à se rediriger vers une plante qui émettra les même odeurs florales que celle où il a trouvé la première récompense. 


Et c’est pas fini ! Après la pollinisation, la fleur diminue la synthèse de volatils et en change la composition. Pourquoi ? Comme ça, elle évite que d’autres pollinisateurs ne la visitent inutilement. En effet, les insectes ne seront alors plus attirés par cette plante mais par celles qui émettent d’autres COV, plus attractifs. Cela permet donc d’éviter des visites inutiles sur les plantes déjà pollinisées. Pratique, non ?

Donc ! Petit récap’ avant d’aller plus loin :

On sait que les composés organiques volatiles, molécules odorantes qui peuvent se déplacer dans l’air, attirent les insectes pollinisateurs afin que les plantes puissent se reproduire.

Dans les cas vus jusqu’à présent, les fleurs attirent les insectes grâce au système de récompense créé en associant odeur et nectar. Les COV indiquent aux insectes la présence de nourriture, et, point important, la nourriture est bien présente !


Cas d’attraction par tromperie


Certains plantes attirent les insectes par “tromperie”. Ces fleurs n’offrent tout simplement pas de nourriture aux pollinisateurs. Les plantes attirent les insectes via des COV qui leur donnent de mauvaises informations ! Ouh, les coquines ! Les insectes ne retirent rien de bénéfique de leur rencontre avec la plante : on appelle ça le commensalisme (1-0 pour la plante, victoire par KO).



1. Imitation de phéromones sexuels


Comme premier exemple, on peut prendre les orchidées du genre Ophrys. Ces fleurs sont pollinisée par des Hyménoptères, principalement des espèces d’abeilles solitaires.

Les abeilles femelles indiquent leur disponibilité à être fécondées en produisant et en libérant des phéromones, destinés aux mâles. Eh bien, figurez-vous que ces orchidées reproduisent la composition chimique de ces phéromones et les libèrent. Et ce sont bien des COV !

Tout cela dans le but d’attirer des abeilles mâles en tant que pollinisateurs. Ces mâles, pensant trouver comme récompense une jolie femelle à féconder, pollinisent la fleur mais n’en retirent finalement aucune récompense. C'est une fleur dite décevante ou trompeuse pour l'insecte, qui se fait avoir immanquablement à chaque fois. Il s’agit là d’une pollinisation par duperie sexuelle. Quelle tristesse…


« [...] it appears to me quite incredible that the same insect should go on visiting flowers after flowers of these Orchids, although it never obtains any nectar. » (Darwin, 1877).

Traduction : "[...] cela me semble assez incroyable que le même insecte continue de visiter ces Orchidées, fleurs après fleurs, alors qu'il n'y obtient jamais de nectar." (Darwin, 1877).



Ophrys scolopax (Ophrys bécasse) qui imite le corps d'un Hyménoptère.

(© Hubert-Dudoit Hermann - 2019)



2. Imitation d'odeurs de sites d’alimentation ou de couvée


Deuxième et dernier exemple : les fleurs sapromyophiles. Peut être connaissez-vous ces fleurs, qui émettent une odeur particulière (pour être polie). Laissez votre esprit divaguer, et imaginez une bonne odeur de chair en putréfaction, mélangée à de la matière fécale, saupoudrée de fumier avec un zeste d’urine… Et vous obtenez l’agréable odeur de ces fleurs ! Eh bien figurez-vous que ces odeurs elles plaisent à certains organismes (si c’est aussi votre cas, je ne vous juge pas).

Les insectes saprophages (miam miam le moisi), coprophages (miam miam le caca), et nécrophages (miam miam les morts) sont habitués à ces odeurs puisqu’elles caractérisent leur lieux de ponte et d’alimentation (les termes sont pas terribles, mais au moins c’est clair). Ces insectes sont donc attirés par ces fleurs et en deviennent des pollinisateurs sans en tirer non plus de récompense… En pensant trouver un lieu plein de bonne choses pour manger et pour pondre, ils se retrouvent juste sur une fleur. 



Conclusion


Et voilà ! On arrive déjà à la conclusion. J’espère que vous n’êtes pas trop tristes que l’on doive bientôt se quitter… Mais sachez que c’est pour mieux nous retrouver au prochain article !


Alors que retenir de cet article ?

Les COV font partie de l’une des stratégies mises en place par les plantes à fleurs au cours de l’évolution afin d’attirer les insectes pollinisateurs. Et tout ça pour pouvoir se reproduire (elles s’en donnent du mal). Certaines sont sympas, et donnent à manger aux insectes qui font le sale boulot. Mais vous l’aurez compris, les fleurs ne sont pas toutes des saintes. D’autres se contentent tout simplement d’arnaquer ces pauvres petites bêtes…


Bien sûr, il aurait été possible d’en dire beaucoup plus au sujet des odeurs florales. Nombres de recherches sont encore en cours et à prévoir pour en découvrir encore plus sur les interactions plantes/insectes. Croyez-moi, on n’est pas au bout de nos surprises. 


Alors la prochaine fois que vous irez vous balader et que l’odeur des fleurs envahira vos narines, pensez à tout ce qu’il y a derrière !


Voilà, j’espère que cet article vous a plu et que vous avez appris pleins de choses. Si vous avez des remarques, des avis ou même des conseils, n’hésitez pas à laisser un commentaire !


A bientôt !



Marion


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