Bien avant l’apparition des pétales de fleurs vibrants, les plantes anciennes comptaient sur la chaleur pour attirer les pollinisateurs. Une nouvelle étude publiée dans Science révèle que les cycadales – un groupe de plantes tropicales ressemblant à des palmiers – génèrent une chaleur importante dans leurs structures reproductives pour attirer les coléoptères. Cette découverte donne un aperçu des les premières formes de pollinisation, antérieures de plusieurs millions d’années à l’évolution des fleurs.
Comment la chaleur fonctionne comme signal de pollinisation
Les cycadales sont thermogéniques, ce qui signifie qu’elles produisent activement de la chaleur, certaines espèces atteignant des températures jusqu’à 15°C (27°F) plus chaudes que leur environnement. Les chercheurs ont confirmé que les coléoptères sont attirés par les parties les plus chaudes des cônes des cycadales, même lorsque d’autres signaux comme l’odeur sont contrôlés. Des expériences utilisant un colorant ultraviolet ont montré que les coléoptères visitaient systématiquement les régions les plus chaudes, ce qui indique que la chaleur est un attractif direct.
Lorsque les chercheurs chauffaient des cônes imprimés en 3D et les recouvraient de plastique pour empêcher la conduction thermique au toucher, les coléoptères préféraient toujours les cônes chauds aux cônes non chauffés, prouvant que le rayonnement infrarouge lui-même est le signal. Les antennes des coléoptères contiennent du TRPA1, un canal ionique sensible à la chaleur également présent chez les serpents et les moustiques, adapté à la plage de température spécifique de leurs plantes hôtes. Cela suggère que les coléoptères sont biologiquement équipés pour détecter et réagir à la chaleur des cycadales.
Le puzzle évolutif des plantes à fleurs
Cette recherche met en lumière une question évolutive de longue date : pourquoi les plantes à fleurs (angiospermes) se sont-elles diversifiées si rapidement alors que les cycadales sont restées relativement limitées en nombre d’espèces ? Les auteurs suggèrent que la pollinisation par infrarouge pourrait avoir limité la capacité des cycadales à nouer des relations spécialisées avec un plus large éventail d’insectes.
Les fleurs peuvent développer des motifs de couleurs, des niveaux de saturation et des teintes complexes, leur permettant de cibler de nombreux pollinisateurs. Cependant, les cycadales ne peuvent qu’ajuster l’intensité de la chaleur, ce qui limite potentiellement leur diversification. D’autres biologistes végétaux suggèrent que le parfum aurait également pu aider les cycadales à se diversifier, mais les plantes à fleurs ont l’avantage de combiner à la fois le parfum et la couleur pour un attrait plus large.
« Plusieurs opportunités de diversification valent probablement mieux qu’une seule », déclare Beverley Glover, biologiste végétale à l’Université de Cambridge.
Les résultats représentent une avancée significative dans la compréhension de l’évolution des plantes et des origines de la pollinisation, suggérant que la chaleur était une interaction écologique essentielle bien avant l’âge des fleurs.
