Desperate Housewives : Dans le monde des plantes et des insectes

Par Julia Portocarrero et Sophie Dupuis

Mots clés : Billets de Blog, Bionum
Etiquettes: Acacia, Allomerus octoarticulatus, Fourmi, insecte, Mutualisme, Myrmelachista schumanni, Piper cenocladum, Plante, Pseudomyrmex ferrugineus, Symbiose, Végétaux

DANS LE MONDE DES PLANTES ET DES INSECTES…

Plantes et insectes, une histoire d’amour qui dure depuis environ 400 millions d’années^[1], mais méfiez-vous des apparences ! Manipulation, ingratitude et liaisons fatales sont au programme et bien plus encore… Bienvenue dans notre feuilleton :

Desperate Housewives : Dans le monde des plantes et des insectes…

SAISON 1: Dans le monde des plantes et des fourmis

Episode 1 : Manipulatrice

Episode 2 : L’ironie du sort

Episode 3 : Jardins du diable

 

Bienvenue à Wisteria Lane, banlieue chic de Fairview où cohabitent plantes et fourmis. Pour info, les fourmis sont apparues il y a environ 120 millions d’années^[2] au Crétacé inférieur. Depuis, ces messieurs se sont extrêmement diversifiés avec l’apparition des charmantes angiospermes (plus communément appelées plantes à fleurs) et de leurs prédateurs (potentiels casse-croûtes des fourmis; comme certaines espèces de pucerons).

Différentes espèces de plantes et de fourmis vivent en symbiose à Wisteria Lane. Mais attention! Il est bien connu que la vie de couple n’est pas toujours très stable. Ainsi, les relations peuvent jongler entre mutualisme et parasitisme.

Dans quelques instants, vous découvrirez les relations les plus insolites entre plantes et fourmis… Mais avant ça, voici un bref aperçu^[3] de la relation “idéale” de mutualisme entre nos protagonistes du jour :

Chez certaines fourmis, la caste des soldats se charge de la protection de la plante contre ses prédateurs. Et la plante a de quoi être tranquille ! En effet, les fourmis sont dotées d’aiguillons (organe pointu relié ou non à des glandes à venin), de puissantes mandibules pour une morsure douloureuse assurée ou de glandes pour pulvériser des jets d’acides formiques !
De son côté, la plante abrite certaines fourmis dans de petits nids douillets ; des domaties (du latin domus ; maison).

Par ailleurs, Madame s’avère être une excellente cuisinière qui mijote de bons petits plats pour son mari. Son secret de cuisine, c’est son nectar “fait maison” ; une solution aqueuse généralement riche en saccharose. Mais qu’est-ce que le saccharose me direz-vous ?

C’est un sucre formé par la réunion de deux sucres simples ; le fructose et le glucose. D’ordinaire, les fourmis sont en mesure de digérer le saccharose à l’aide d’une enzyme, l’invertase, qui permet de le découper en glucose et fructose.
Le nectar est sécrété par des glandes ; les nectaires, qui sont soit :

Extra-floraux :

Floraux :

Les nectaires floraux mis en place par la plante attirent et récompensent les pollinisateurs tandis que les nectaires extra-floraux, dans notre contexte, nourrissent les fourmis et se situent loin des fleurs (sur les tiges ou sur les feuilles).

Ainsi, la plante s’assure que les pollinisateurs, alias ses amants, ne croisent pas les fourmis qui pourraient gêner leur travail de pollinisation ou même les effrayer.

C’est bien joli tout ça mais, un mari protecteur qui se bat pour sa chérie, une femme au foyer qui lui prépare de bons petits plats… Est-ce aussi conventionnel que cela les relations entre plantes et fourmis ?

Eh bien non, détrompez-vous ! Finies les belles histoires à l’eau de rose et les clichés complètement dépassés; passons plutôt aux choses sérieuses, c’est l’heure de notre feuilleton !

 

Episode 1: Manipulatrice

À première vue, l’interaction entre la plante Acacia et la fourmi Pseudomyrmex ferrugineus semble être un bon exemple de mutualisme; une relation impliquant des bénéfices réciproques entre les deux partenaires. Une relation qui pourrait en rendre plus d’un jaloux… Pourquoi ?

Car la plante hôte Acacia chouchoute son chéri en lui élaborant de nouvelles recettes au nectar qui lui sont spécifiquement destinées !

En effet, le nectar extrafloral qu’elle sécrète ne contient pas de saccharose “complet”. Qu’est-ce que ça veut dire ?
Cela veut dire que P. ferrugineus, ne possédant ni l’enzyme (invertase) nécessaire au découpage du saccharose en deux molécules plus petites : le glucose et le fructose, ni la possibilité de digérer le saccharose “complet”, la plante se chargera elle-même de fournir directement du glucose et du fructose dans son nectar.

Mais pourquoi donc un tel excès de générosité de la part d’Acacia ? Ne vous fiez pas aux apparences !

Cette dernière est une vraie manipulatrice; elle est elle-même impliquée dans la perte d’activité de l’invertase chez P. ferrugineus ! Eh oui, la vérité éclate enfin au grand jour…

En temps normal, les larves des fourmis P. ferrugineus sont capables de sécréter de l’invertase, mais ce n’est qu’une fois que les fourmis goûtent au nectar d’Acacia qu’elles ne peuvent plus s’en passer-un vrai philtre de sorcière !

Mais que s’est-il passé ? Et bien Acacia ajoute un ingrédient dans son nectar à l’insu de son mari : la Chitinase, une enzyme qui inhibe l’activité de l’invertase.

Ainsi P. ferrugineus, ayant perdu l’activité de son invertase, se voit obligée de se nourrir du nectar d’Acacia pour pouvoir survivre.

Voilà une histoire hors du commun qui ne manquera pas de faire parler d’elle ! ^[4,5]

 

Episode 2 : L’ironie du sort

La relation qui unit la plante Cordia nodosa à son compagnon, la fourmi Allomerus octoarticulatus semble elle aussi tirée d’une histoire à l’eau de rose. Mais pas si vite !

“Je te promet amour, fidélité et mutualisme éternel dans les moments de joie et de tristesse, blablabla…” Et les enfants, on en parle ?

Une fois le moment de la reproduction arrivé, gare aux bourgeons de fleurs qui auront le malheur de se montrer ! A.octoarticulatus est possessif et n’a aucune envie de partager sa femme avec ses éventuels enfants. Par ailleurs, ce dernier ne veut surtout pas attirer ses concurrents : les pollinisateurs. Ses méthodes sont radicales : il stérilise sa chérie qui n’aura donc ni fleurs, ni fruits.

“Des enfants, ça demande de l’attention et beaucoup d’énergie !” Et pour ce qui est de l’énergie fournie par la plante, Monsieur n’a pas vraiment envie de la partager.

Pourquoi ? Eh bien tout simplement parce que cette énergie -que la plante pourrait utiliser afin de développer des bourgeons de fleurs- permet aussi une croissance accrue de la plante. Et qui dit croissance dit formation supplémentaire de domaties et de nourriture pour les fourmis. Ainsi, Monsieur pourra agrandir sa colonie de fourmis, et ce au détriment de la reproduction de sa chérie.

 

“Moi, ingrat ? Jamais de la vie, je prends soin de ma chère C. nodosa comme aucun autre mari ne le fait. ” affirme-t-il. Ce dernier va même jusqu’à se disculper de cette relation abusive qu’il entretient avec C. nodosa.

En effet, Monsieur déclare: “En favorisant la croissance végétative de la plante, je pourrais aider cette dernière à mieux grandir et à mieux survivre dans son milieu.”

Et un macho de plus, un !

Bien que les fourmis A. octoarticulatus limitent la capacité de C. nodosa à se reproduire, il faut savoir que cette plante possède une durée de vie d’environ 77 ans^[6,7], soit plus de cinq fois supérieure à celle des colonies de fourmis. Cela veut dire que C. nodosa ne sera pas contrainte de vivre pour le restant de ses jours avec A. octoarticulatus et pourra ainsi espérer se reproduire à un moment donné de sa vie !

Au final, C. nodosa devra placer tous ses espoirs dans le passage du temps… Encore une histoire d’amour glauque à rajouter à notre liste !

 

Episode 3 : Jardins du diable

“Hé oh! Y’a quelqu’un ?” Les arbustes Duroia hirsuta se sentent un petit peu seuls dans leurs jardins au coeur de la forêt tropicale amazonienne. Eh non, ce n’est pas un cauchemar, ils sont bel et bien -quasiment- les seules espèces d’arbres présentes dans les régions nommées “Jardins du diable”.^[8,9]

Selon une légende locale, ces jardins auraient été cultivés par un esprit maléfique de la forêt, un certain Chullachaqui… Mais ce dernier est un usurpateur qui, comme le Père-Noël, vole toute la gloire du travail effectué par ses lutins. En l’occurrence, des lutins à six pattes : les fourmis Myrmelachista schumanni.

Tout commence lorsqu’une reine M. schumanni décide un jour de coloniser un arbuste D. hirsuta qui devient alors sa plante hôte. Dès lors, les fourmis s’emploient à faire le vide autour de leur belle D. hirsuta et éradiquent sans pitié toutes plantes voisines qui tentent de se développer aux alentours.

Les fourmis emploient alors la manière forte et tuent les intrus avec un herbicide redoutable : l’acide formique. En effet, lorsque le poison est injecté dans les feuilles de ces plantes, une nécrose s’y développe dans les 24 heures qui suivent. Âmes sensibles s’abstenir…

Pour info, un «jardin du diable» est défini à partir du moment où, au minimum, trois arbres sont occupés par M. schumanni et présents dans une même région quasi entièrement dépourvue d’autres plantes. À savoir que la taille d’un «jardin du diable» peut atteindre les 600 arbres ou plus et qu’un seul de ces jardins peut dépasser mille mètres carrés.

Ainsi, les fourmis M. schumanni semblent bel et bien déterminées à élargir le plus possible leurs territoires. Mais vous vous doutez bien que la propagation des “jardins du diable” est limitée, sans quoi nous n’aurions pas la biodiversité actuelle de la forêt amazonienne…

En effet, les “jardins du diable” sont de véritables cibles pour les herbivores. Ahh la concurrence, que voulez-vous… Bien que les fourmis défendent de leur mieux D. hirsuta, cela ne leur permet pas de contrebalancer entièrement la forte pression herbivore qui règne dans les “jardins du diable”. Ainsi, l’herbivorie serait une des raisons permettant de limiter la propagation de ces jardins.

Une chose est sûre, M. schumanni est prêt à tout pour éliminer la concurrence et protéger sa belle D. hirsuta…même à tuer !

 

Ainsi s’achève notre première saison de :

Desperate Housewives : Dans le monde des plantes et des insectes…

Manipulation, ingratitude et liaisons fatales… Parce que plantes et insectes peuvent avoir une vie aussi atypique que nous les Humains !

DESPERATE HOUSEWIVES : DANS LE MONDE DES PLANTES ET DES INSECTES… revient prochainement sur CBioNum pour une saison 2 !

SPOILER DÉVOILÉ POUR LA SAISON 2 :

Petit indice :

En attendant la prochaine saison, on vous propose de venir visionner la saison 1 de : Desperate Housewives : Dans le monde des plantes et des insectes…

Où ça ? Dans l’amphithéâtre Buffon (15 rue Hélène Brion 75013 Paris) lors de l’événement DiderOdyssée.

Quand ça ? Le vendredi 28 avril à partir de 14h

Une petite minute, vous hésitez encore ?

Eh bien sachez que toute l’équipe de CBioNum compte bien vous étonner lors de la DiderOdyssée, alors foncez !

→ Billet de blog co-écrit par : Sophie Dupuis & Julia Portocarrero

Références :

1. Schoonhoven, L., Loon, J., & Dicke, M. (2005). Insect-plant biology (1st ed., p. 279). Oxford: Oxford University Press.
2. Passera, L., Wild, A., & Deligeorges, S. (2016). Formidables fourmis ! (1st ed., p. 11). Quae.
3. Suty, L. (2015). Les végétaux Des symbioses pour mieux vivre. 1st ed. Versailles: Éd. Quae, pp.35-36.
4. Heil, M., Barajas-Barron, A., Orona-Tamayo, D., Wielsch, N., & Svatos, A. (2013). Partner manipulation stabilises a horizontally transmitted mutualism. Ecology Letters, 17(2), 185-192. http://dx.doi.org/10.1111/ele.12215
5. Barthélémy, P. (2013). Comment un arbre mène des fourmis à l’esclavage. Passeur de sciences. Retrieved from http://passeurdesciences.blog.lemonde.fr/2013/11/20/comment-un-arbre-mene-des-fourmis-a-lesclavage/
6. Mangin, L. (2009). Ingrates fourmis. Pour la Science. Retrieved from http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actu-ingrates-fourmis-22005.php
7. Prado, S. (2017). Allomerus octoarticulatus – Puca curu. Sara Guiti Prado. Retrieved from https://saraguitiprado.wordpress.com/ant-page/allomerus-octoarticulatus-puca-curu/
8. Frederickson, M., Greene, M., & Gordon, D. (2005). Ecology: ‘Devil’s gardens’ bedevilled by ants. Nature, 437(7058), 495-496. http://dx.doi.org/10.1038/437495a
9. Frederickson, M., & Gordon, D. (2007). The devil to pay: a cost of mutualism with Myrmelachista schumanni ants in ‘devil’s gardens’ is increased herbivory on Duroia hirsuta trees. Proceedings Of The Royal Society B: Biological Sciences, 274(1613), 1117-1123. http://dx.doi.org/10.1098/rspb.2006.0415

Photographie :

Fourmi Pseudomyrmex sur la plante Acacia : https://www.flickr.com/photos/sucriertt/16965823307