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©Alexandre Turpain CC BY NC SA 4.0 - Zygaena filipendulae transalpina

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Coévolution plantes-pollinisateurs : une histoire vieille de 280 millions d'années

Les relations entre les fleurs et leurs pollinisateurs racontent une histoire débutée il y a des centaines de millions d'années. Les couleurs des pétales, les parfums, la forme des corolles ou encore la longueur de la trompe d'un papillon sont le résultat d'une longue coévolution, au cours de laquelle chacun s'est progressivement adapté à l'autre, expliquant une grande partie de la diversité des fleurs mais aussi celle des insectes pollinisateurs.

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La coévolution : quand deux espèces évoluent ensemble

Si nous pouvons aujourd’hui admirer des fleurs aussi colorées que diversifiés, c’est grâce à la pollinisation. Mais derrière ce processus s’en cache un autre, sans lequel la pollinisation ne serait pas possible : la coévolution plantes-pollinisateurs.

Elle désigne une évolution conjointe entre deux groupes d’espèces. Dans le cas des plantes et leurs pollinisateurs, les plantes évoluent pour attirer plus efficacement les insectes capables de transporter leur pollen tandis que les pollinisateurs s’adaptent aux plantes qu’ils butinent pour accéder plus facilement aux ressources alimentaires qu’elles offrent.

Car sans ses pollinisateurs, une plante ne peut pas se reproduire et sans les plantes sur laquelle il butine, un pollinisateur ne peut pas nourrir ses larves et se nourrir. Autrement dit : sans l’un, l’autre est, sur le long terme, condamné à disparaître, et encore plus dans le cas d’une dépendance à une seule espèce.

Ces adaptations prennent cependant du temps à se mettre en place et sont le résultat de la sélection naturelle. Les individus les mieux adaptés se reproduisent davantage et transmettent leurs caractéristiques aux générations suivantes. Au fil des siècles, ces adaptations ont créé une multitude d'interactions, parfois très spécialisées.

Crédit photo : Andrena curvungula opandelei femelle ©Hugues Mouret - Arthropologia

Une relation qui commence bien avant l’apparition des fleurs

Pour comprendre comment les interactions plantes-pollinisateurs se sont mises en place, il faut remonter le temps. Il y a 280 millions d’années, les paysages étaient bien différents de ceux que l’on connaît aujourd’hui : pas de fleurs colorées parsemant la végétation au printemps, mais plutôt des conifères, des fougères et des plantes semblables aux cycas d’aujourd’hui.

C’est de cette période que remontent les premières traces d’interaction entre un insecte et une plante, donc avant l’apparition des premières fleurs. Les groupes d’insectes les plus à même de visiter les cônes des plantes étaient sélectionnés naturellement : mieux nourris, ils se reproduisaient plus. Un système de récompense sous forme de nectar pour l’insecte a été mis en place par les plantes, dans le but d’attirer et de fidéliser les pollinisateurs.

L’apparition des fleurs : un “abominable mystère” pour Darwin

Entre -125 et -90 millions d’années, durant le Crétacé, sont apparues les premières plantes à fleurs (Peris D. & Condamine F.L., 2024). Grâce à elles et à la pollinisation par les insectes, la reproduction des plantes s’est révélée très efficace. Leur succès est spectaculaire, provoquant une explosion de ces plantes à fleurs. Charles Darwin, père de la théorie de l’évolution, a qualifié ce phénomène d’ « abominable mystère », ne l’ayant pas compris à l’époque.

Entre -125 et -90 millions d'années : Apparition des premières plantes à fleurs

Des guêpes devenues végétariennes ?

La diversité des pollinisateurs (hyménoptères, diptères, lépidoptères, coléoptères) a alors émergé grâce à l’apparition des plantes à fleurs. Ainsi, durant le Crétacé, des larves de guêpes chasseuses ont commencé à se nourrir du pollen que leur ramenaient accidentellement les adultes, jusqu’à ce qu’il soit complètement intégré à leur régime alimentaire. Peu à peu, ce régime alimentaire est devenu exclusif : ces anciennes guêpes deviennent végétariennes, et évoluent vers un nouveau groupe d'insectes entièrement dépendant des fleurs : les abeilles. Ce groupe s’est énormément développé et comprend aujourd’hui près de 20 000 espèces à travers le monde.

Comment les plantes attirent leurs pollinisateurs

Chez les plantes, l’un des enjeux majeurs est d’être repéré par les pollinisateurs. Pour cela, elles mettent en place diverses stratégies :

Des couleurs

Les plantes arborent des couleurs qui correspondent au champ de vision de leurs pollinisateurs. Celles-ci peuvent changer au cours du temps, pour indiquer les fleurs ayant besoin d’être pollinisées, comme les jeunes fleurs de pulmonaires qui présentent une couleur différente des plus vieilles ou les myosotis dont les fleurs déjà pollinisées changent de couleur.
Des odeurs

Elles peuvent permettre aux pollinisateurs d’estimer la quantité de ressources disponibles dans une fleur et d’identifier les différentes espèces de plantes, et donc celles qui les intéressent. Certaines plantes comme les arums et les rafflésies créaient de la chaleur (thermogenèse) afin de mieux diffuser ces odeurs.
Des indications

Les fleurs peuvent arborer des motifs sur leurs pétales, invisibles à l’œil humain mais visibles en UV, pour guider les pollinisateurs vers le nectar à l’intérieur de la corolle (l’ensemble des pétales d’une fleur).

De plus, les plantes peuvent développer des structures facilitant l’accès à leurs fleurs, comme des cellules anti-dérapantes à la base des pétales, ou encore ouvrir leurs fleurs à des heures bien précises correspondant à la période d’activités de leurs pollinisateurs.

Une récompense pour fidéliser les visiteurs

Une fois les pollinisateurs attirés, il faut pouvoir les faire revenir. Les plantes proposent diverses récompenses :

De la nourriture sous forme de sucres (nectar) et de lipides (pollen).
Un refuge : certaines pouvant offrir un abri pour certaines espèces d’insectes.
Des « médicaments » : comme le pollen de tournesol qui permet de lutter contre une espèce de trypanosome (organisme microscopique causant par exemple la maladie du sommeil chez l’humain) de bourdons (Figueroa. et al., 2023).
Des stimulants : le nectar de certaines plantes contient de la caféine qui améliore la mémoire des pollinisateurs, leur permettant de se souvenir de ces plantes en particulier afin de les visiter de nouveau plus tard (Wright et al., 2013).

Enfin, les plantes peuvent arborer des caractéristiques morphologiques très spécifiques pour favoriser une spécialisation des pollinisateurs, et donc avoir l’assurance d’être visitées par ces pollinisateurs eux aussi très spécifiques.

Quand la coévolution produit des spécialistes

La coévolution peut parfois mener à l’évolution de caractéristiques morphologiques extrêmes, avec un nombre de pollinisateurs très restreint (voir un seul).

l’étoile de Madagascar et son pollinisateur, un papillon de nuit dont la trompe mesure 30cm, correspondant à la longueur de l’éperon de la fleur au fond duquel se trouve le nectar (Wasserthal L.T., 2014).
les orchidées du genre Ophrys : elles attirent certaines espèces d’abeilles bien spécifiques grâce à l’un de leurs pétales qui est très ornementé, avec une taille, une forme et parfois une pilosité très semblable à celles retrouvées chez la femelle de l’espèce visée.
le figuier : les fleurs du figuier sont contenues dans une petite urne refermée sur elle-même. Cette urne a une minuscule entrée appelée ostiole, par laquelle seul le pollinisateur peut entrer. Chaque espèce de figuier possède un unique pollinisateur, une petite guêpe.

Une relation fragile

Toutes les interactions ne sont pas aussi spécialisées. De nombreuses plantes sont visitées par plusieurs espèces de pollinisateurs, ce qui leur confère une certaine forme de résilience. À l'inverse, les espèces spécialistes dépendent parfois d'un unique partenaire (comme l’étoile de Madagascar précitée). La disparition de l’un entraînerait nécessairement la disparition de l’autre.

L’extinction de ces espèces spécialistes entraîne un phénomène appelé « homogénéisation biotique », c’est-à-dire une homogénéisation des écosystèmes : seules subsisteraient quelques espèces très généralistes présentes partout.

Préserver les pollinisateurs, ce n'est donc pas seulement protéger des insectes. C'est maintenir les millions d'années d'évolution qui ont façonné les paysages, les fleurs et une grande partie de la biodiversité.