l'orchidée Gastrodia similis triche avec une mouche...

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L'orchidée Gastrodia similis ne se trouve qu'à la Réunion, dans la forêt humide de basse altitude. Elle n'a rien à voir avec ses exubérantes cousines qui décorent nos maisons: large de quelques centimètres seulement, sa fleur est très discrète. 

 Inflorescences de Gastrodia similis.  F. Martos & D. Caron

A cause peut-être de cette discrétion, les stratégies de reproduction de G. similis n'étaient pas connues. On en sait désormais plus grâce à des travaux publiés en ligne le 20 février 2015 dans la revue New Phytologist par une équipe internationale comprenant des chercheurs du laboratoire Évolution, génomes, comportement et écologie (CNRS/Université Paris-Sud/IRD) et de l'Université de La Réunion. L'étude révèle - entre autres - un fait étonnant: pour assurer sa pollinisation, G. similis triche avec une espèce particulière de mouche, la drosophile Scaptodrosophila bangi.

En effet, l'orchidée se sert de cette espèce pour transporter son pollen d'une fleur à une autre. Or la mouche ne tire aucun profit de cette association car elle ne peut pas s'y reproduire....

L'étude a aussi mis en évidence que pour attirer spécifiquement S. bangi, G. similis utilise deux moyens combinés :

-  D'une part, sa fleur émet un bouquet de composés volatils similaire à celui libéré par les fruits en fermentation où la mouche pond ses oeufs ("mimétisme chimique"). L'un de ces composés, l' "isobutyrate d'éthyle", n'attire, en effet, que cette espèce de drosophile. 

 Photo une mouche à l'intérieur de la trompe de la fleur.  F. Martos & D. Caron

- D'autre part, la fleur bénéficie d'un efficace "filtre morphologique": piégée au fond de la fleur lors de la visite, la drosophile n'a d'autre issue que de suivre le corridor étroit menant à son pollen... Et ce passage est si étroit qu'il ne permet pas l'accès à d'autres drosophiles plus grandes que S. bangi.

"Nos travaux sont partis d'observations de terrain faites par l'écologue français Florent Martos qui collabore depuis l'Afrique du Sud avec notre équipe, précise la biologiste du CNRS Marie-Louise Cariou. Spécialisé dans l'étude des interactions des plantes, F. Martos avait noté que dans son environnement naturel la fleur G. similis était souvent visitée par des drosophiles. D'où l'idée d'étudier plus en détails cette interaction."

Des analyses chimiques ont mené à l'identification des composés volatiles émis par la fleur pour attirer les mouches. Des expériences de piégeage avec une substance engluant les mouches ont permis d'évaluer le rôle des différents attractants chimiques et de les comparer à celui du filtre morphologique.

A l'avenir, l'équipe espère pousser plus loin ses investigations. Notamment pour comprendre pourquoi - autre fait étonnant - seules des mouches femelles réalisent la pollinisation, alors que les mâles sont présents.

Gastrodia similis est une orchidée saprophyte qui se développe sur des souches d'arbres en décomposition. Cette espèce est très particulière car elle n'est pas pas chlorophyllienne. Elle ne possède donc pas de feuilles et se développe de la même manière qu'un champignon.  On ne voit apparaître que quelques inflorescences qui dépassent rarement 15 centimètres de haut. A leur extrémité, une à quatre fleurs cylindriques, de quinze millimètres environ, s'ouvrent à peine. Après fécondation, une tige fructifère se développe, produisant des fruits qui peuvent arriver à plus de cinquante centimètres du sol. Il existe deux variantes : une peu pigmentée, assez claire, de couleur crème et une plus sombre, avec des pétales et sépales de couleur marron. Gastrodia similis est assez peu commune. Elle est considérée comme vulnérable. Source : orchidees.vandes

Explications concernant l'environnement de l'orchidée : En milieu tempéré la plante, qui reçoit de la lumière du soleil, donne du carbone au champignon associé à ses racines qui, en retour, lui donne de l’eau et des sels minéraux. On sait aussi que parfois, certaines plantes non chlorophylliennes renversent le processus et reçoivent leur carbone du champignon lui-même. C’est le cas notamment de certaines espèces qui, poussant dans les sous-bois peu éclairés, s’adaptent ainsi à l’ombre. Le champignon, qui trouve son carbone sur les racines des plantes vertes voisines, devient alors la source de tous les besoins de la plante.  Les interactions biologiques plus riches sous les tropiques qu'en milieu tempéré. Deux études menées en milieu tropical par un groupe international de chercheurs dont plusieurs du Centre d’écologie fonctionnelle et évolutive (CNRS/Université Montpellier II), et publiées en ligne dans New Phytologist et BMC Biology, révèlent que sous ces latitudes, le système se montre encore plus sophistiqué. (Photo Gastrodia similis, une orchidée sans chlorophylle de La Réunion qui pousse dans le bois mort. C'est un champignon décomposeur du bois qui lui amène les substances carbonées nécessaires à son développement. © Marc-André Selosse) La variété des interactions biologiques y est en effet étonnante. En Thaïlande par exemple, certaines orchidées non chlorophylliennes sont associées non pas à une espèce de champignon en particulier, comme c'est le cas sous des latitudes tempérées, mais à une multitude de champignons (Russules, Lactaires, Cortinaires, etc.). En Guadeloupe et à la Réunion, certaines plantes sont liées à des champignons qui eux-mêmes décomposent le bois mort ou les feuilles mortes de la litière. Ces travaux ont été rendus possibles par des technologies récentes permettant par exemple d'identifier les champignons par leur signature moléculaire ou encore de comprendre ce que « mange » le champignon et la plante à l'aide de leurs compositions en isotopes du carbone et de l’azote. Ces résultats montrent la fascinante diversité des modalités d'exploitation des champignons comme source de carbone par les plantes. Surtout, ils suggèrent des différences de fonctionnement des interactions biologiques et des communautés fongiques en milieu tropical par rapport au milieu tempéré. Source : CNRS

techno-science 30/3/2015