Fleurs, pollinisateurs et règles d’attraction changeantes |

In Juli Roja-Sandoval, Université du Connecticutparle de son article : Interactions plantes-pollinisateurs dans une forêt tropicale sèche : changements spatio-temporels dans l’importance des caractères floraux

Quand on pense aux fleurs et aux pollinisateurs, il est facile d’imaginer une combinaison parfaite : des colibris visitant des fleurs tubulaires rouges, des abeilles bourdonnant autour de fleurs jaunes ouvertes ou des papillons sirotant le nectar de fleurs à longs tubes. Pendant des décennies, les scientifiques ont décrit ces schémas récurrents comme «Syndromes de pollinisation», soutenant l’idée selon laquelle les plantes développent des suites de traits (comme la couleur, la forme ou le parfum) qui correspondent aux préférences de pollinisateurs spécifiques.

Mais la réalité s’avère plus compliquée. Notre nouvelle étude dans la forêt tropicale sèche de Porto Rico révèle que ces « règles d’attraction » florales ne sont pas fixes. Au lieu de cela, les caractéristiques qui comptent le plus pour les pollinisateurs changent selon les saisons, les habitats et les groupes de pollinisateurs, ce qui montre que les interactions plante-pollinisateur sont beaucoup plus dynamiques et flexibles qu’on ne le pensait autrefois.

Un laboratoire vivant – la forêt sèche de Porto Rico

Nous avons mené cette recherche dans la forêt sèche de Guánica, une réserve de biosphère de l’UNESCO située sur la côte sud de Porto Rico. Cette forêt est un point chaud de la biodiversité mondiale, célèbre pour son mélange de cactus, d’arbustes à fleurs et d’arbres qui poussent de manière luxuriante pendant la saison des pluies et doivent faire face à une sécheresse extrême pendant la saison sèche. Elle abrite également une communauté de pollinisateurs exceptionnellement diversifiée.

Pendant deux ans, notre équipe a suivi 113 espèces de plantes à fleurs et enregistré près de 40 000 visites de pollinisateurs. En utilisant à la fois des observations directes et des enregistrements vidéo, nous avons identifié les principaux visiteurs, allant des papillons et des mouches aux guêpes, en passant par les abeilles indigènes et l’abeille domestique non indigène, Apis mellifera. Parallèlement à ces observations, nous avons mesuré un large éventail de caractéristiques florales telles que la taille, la couleur, le parfum, le nectar et la forme des fleurs.

Exemples de fleurs et de visiteurs de fleurs observés dans la forêt sèche de Guanica : (a) Krameria ixine, (b) Centrosema virginianum, (c) Quadrella cynophallophora, (d) Jacquemontia pentanthos, (e) Strumpfia Maritima, f) Jatropha gossypiifolia, (g) Portulaca rubricaulis, (h) Stenostomum acutatum (je) Mégachile holosericea sur Corchorus hirsutus(j) Apis mellifera sur Gaïac officinale(k) Lassiglosum sp. sur Décoloration de Croton(l) Vanille Agraulis sur Lantana Camara(m) Mégachile luctifera sur Tephrosia cinerea(n) Prionyx Thomas sur Érythalis fruticosa (o) Villa latérale sur Tour Difusa, (p) Horama Préparer sur Crotone Lucidus. Crédits photos : Daniel English-Alcazar

Amener l’apprentissage automatique sur le terrain

Pour donner un sens à cet ensemble massif de données, nous nous sommes tournés vers des modèles d’apprentissage automatique, un type d’intelligence artificielle capable de détecter des modèles complexes dans de grandes quantités de données. Contrairement aux approches traditionnelles, l’apprentissage automatique peut révéler des relations subtiles et non linéaires entre les traits floraux et les groupes de pollinisateurs, nous aidant ainsi à comprendre non seulement quels pollinisateurs visitent quelles plantes, mais aussi pourquoi.

Les résultats ont été frappants. Bien que certaines découvertes correspondent à des syndromes de pollinisation classiques, par exemple, les papillons préférant les fleurs tubulaires ou les abeilles privilégiant les fleurs en forme d’œsophage, de nombreux modèles dépendaient du contexte. Les caractères qui étaient très importants dans un habitat ou une saison perdaient souvent de leur importance dans un autre. Par exemple, l’odeur était plus importante pendant la saison sèche, lorsque des odeurs fortes peuvent aider les pollinisateurs à localiser des ressources rares. En revanche, la couleur et la position des anthères (là où se trouve le pollen) ont pris de l’importance pendant la saison des pluies, lorsque les fleurs étaient plus abondantes.

La domination des abeilles non indigènes

Un groupe s’est démarqué des autres: l’abeille domestique introduite, Apis mellifera. Cette espèce représentait plus de la moitié de toutes les visites de pollinisateurs et était le principal pollinisateur de plus d’un tiers des espèces végétales étudiées. Les abeilles domestiques préféraient systématiquement les fleurs dont les anthères sont exposées, ce qui les rend hautement prévisibles dans nos modèles. Cette domination soulève d’importantes questions écologiques. Bien que les abeilles soient des pollinisateurs efficaces, leur présence massive dans les habitats de cette forêt sèche suggère qu’elles pourraient déplacer les pollinisateurs indigènes qui dépendent de caractéristiques florales spécialisées. À terme, cela pourrait réduire la diversité et la résilience des réseaux de pollinisation dans les forêts tropicales.

Pourquoi c’est important

Notre étude remet en question l’idée selon laquelle les syndromes de pollinisation seraient des « règles » fixes. Au lieu de cela, les traits floraux agissent davantage comme des signaux changeants dont l’importance change en fonction du moment et du lieu où les interactions se produisent. Cette flexibilité peut aider à expliquer comment les systèmes plantes-pollinisateurs tropicaux persistent face à de fortes fluctuations environnementales, mais elle met également en évidence des vulnérabilités. Le changement climatique, la perturbation de l’habitat et les espèces envahissantes remodèlent tous ces interactions. Si les pollinisateurs généralistes comme les abeilles continuent de dominer, les plantes qui dépendent de relations plus spécialisées pourraient être menacées.

En combinant travail de terrain et apprentissage automatique, nous avons montré que les interactions plantes-pollinisateurs sont dynamiques, dépendantes du contexte et étonnamment adaptables. Reconnaître cette flexibilité est crucial, non seulement pour comprendre comment les écosystèmes fonctionnent aujourd’hui, mais aussi pour prédire comment ils pourraient évoluer demain. Dans un monde qui se réchauffe rapidement, où les plantes et les pollinisateurs sont confrontés à des pressions croissantes, apprécier les « règles d’attraction » changeantes peut être essentiel pour conserver la biodiversité et les services écologiques dont nous dépendons tous.