Le mutualisme : quand la nature est à l'œuvre

Forme de symbiose, le mutualisme est une interaction entre deux organismes qui profite aux deux parties, un phénomène très répandu dans le royaume animal.

Tuesday, September 29, 2020,
De Liz Langley
Un saphir azuré, une espèce native d'Amérique du Sud, butine une fleur.

Un saphir azuré, une espèce native d'Amérique du Sud, butine une fleur.

Photographie de Alex Saberi, Nat Geo Image Collection

Des fraises aux graines de tournesol, les pollinisateurs nous donnent certains de nos aliments favoris, c'est bien connu. Ce qui est moins connu en revanche, c'est ce qui pousse à la pollinisation : le mutualisme.

Le mutualisme est une interaction mutuellement bénéfique entre deux individus issus de la même espèce ou d'espèces différentes. C'est une forme de symbiose, une relation étroite et persistante entre deux organismes d'espèces différentes, sans qu'il y ait nécessairement entraide. Parmi les autres types de symbiose figurent notamment le parasitisme, le commensalisme et l'amensalisme.

Lorsque des pollinisateurs comme les abeilles, les papillons et les colibris s'abreuvent du nectar des fleurs, ils emportent également du pollen, l'équivalent végétal du spermatozoïde, et répandent la substance poudreuse sur d'autres plantes, ce qui permet à la plante de se reproduire. Le pollinisateur se nourrit et la plante procrée.

Cette stratégie est une telle réussite que la pollinisation concerne 170 000 plantes et 200 000 espèces animales qui contribuent à hauteur de 35 % de la production des cultures alimentaires mondiales.

Certaines espèces de plantes et de pollinisateurs se sont même co-adaptées à leurs besoins mutuels. Par exemple, plusieurs espèces de colibris ont développé au cours de leur évolution un bec qui s'adapte parfaitement à la forme de certaines fleurs. Ainsi, le colibri porte-épée d'Amérique du Sud est pourvu d'un bec plus long que son propre corps afin d'accéder au nectar que renferment les passiflores à tube long.

Les abeilles aussi ont les faveurs de certaines fleurs. L'ophrys abeille imite par exemple l'apparence des abeilles femelles.

Lorsque les abeilles mâles tentent de se reproduire avec ces prétendues femelles, l'ophrys réagit en arrosant l'abeille d'une importante quantité de pollen. « L'ophrys abat ses pollinies, de petites massues chargées de pollen, directement sur l'abeille, » explique Kayla Hale, doctorante en écologie et biologie de l'évolution au sein de l'université du Michigan à Ann Arbor.

L'abeille redécolle ensuite vers d'autres orchidées, coiffée de deux bâtonnets de pollen qui lui donnent une allure « burlesque et si mignonne, » ajoute-t-elle.

 

MUTUALISME FACULTATIF ET OBLIGATOIRE

Puisque les ophrys abeilles sont capables de s'autofertiliser et donc de survivre sans l'aide de leur partenaire mutualiste, elles sont un exemple de mutualisme facultatif.

Le labre nettoyeur commun, également appelé poisson-nettoyeur, est connu pour se nourrir des parasites qui ornent la bouche et les branchies de poissons plus grands qui visitent volontiers ses « stations de nettoyage » installées dans les récifs coralliens du bassin Indo-Pacifique. Puisque ces poissons-nettoyeurs ont d'autres sources de nourriture en dehors des parasites, comme les crustacés, cette relation constitue elle aussi un exemple de mutualisme facultatif.

En revanche, pour ce qui est des figuiers et des guêpes du figuier, chaque organisme a besoin de l'autre pour achever son cycle de vie. C'est un exemple de mutualisme obligatoire. Il existe environ 750 espèces de figuiers et chacune nécessite les services de pollinisateurs d'une guêpe spécifique.

Ce cycle de vie débute avec l'introduction d'une guêpe femelle dans une figue, qui n'est pas un fruit, mais un amas de minuscules fleurs inversées entouré d'une peau rigide. La guêpe dépose ses œufs dans la figue et meurt. Lors de l'éclosion des larves, les larves mâles aptères fertilisent les femelles. Les guêpes femelles se développent et partent explorer d'autres figuiers, apportant le pollen des figuiers précédents et achevant ainsi leur cycle de vie.

 

MUTUALISME DIFFUS ET SPÉCIALISÉ

Lorsque des animaux mangent un fruit et recrachent ou défèquent ses graines, ils se nourrissent et donnent à la plante une chance de proliférer.

Les oiseaux et les mammifères sont les disperseurs de graines les plus connus, mais la dissémination des graines est également l'œuvre des lézards, des criquets et même des limaces-bananes, précise Judith Bronstein, écologiste et biologiste de l'évolution au sein de l'université d'Arizona à Tucson.

Puisque les disperseurs de graines consomment et disséminent une variété de plantes, ils sont considérés comme des mutualistes diffus.

Le mutualisme spécialisé désigne une relation plus exclusive de la part de l'une ou des deux parties.

Par exemple, les graines de l'arbuste parasitique Phoradendron californicum ne sont dispersées que par une seule espèce d'oiseau, le phénopèple luisant du sud-ouest des États-Unis et du Mexique. Les baies de cet arbuste sont « très gluantes, dont après avoir traversé les intestins de l'oiseau, celui-ci doit essuyer son arrière-train afin de se débarrasser des graines, » explique Bronstein, qui a étudié ce mutualisme en Arizona.

L'oiseau procède généralement à ce nettoyage sur les branches de l'arbre hôte de l'arbuste, ce qui permet aux graines de coller sur la branche et à la plante de se reproduire sur son arbre de prédilection.

« Un tour fascinant que seul le phénopèple semble pouvoir, ou vouloir, exécuter, » ajoute-t-elle.

 

ÉVOLUTION DU MUTUALISME

Bien avant l'apparition des abeilles, les plantes se reproduisaient grâce à un processus appelé anémophilie dans lequel elles devaient compter sur le vent pour transporter leur pollen précisément au bon endroit. Face à l'inefficacité de ce processus, l'évolution a dû mettre au point une meilleure stratégie : la pollinisation par d'autres espèces.

Les premiers insectes pollinisateurs, comme les coccinelles, consommaient probablement plus de pollen qu'elles ne pouvaient en transporter, ce qui entravait la reproduction des plantes. C'est pourquoi l'évolution a doté les plantes de nectar : une récompense sucrée et riche en énergie. (À lire : Les fleurs peuvent entendre les abeilles, leur nectar n'en est que plus sucré.)

« L'idée de se nourrir du nectar a rapidement séduit les animaux qui repartaient ensuite couverts de pollen vers de nouvelles aventures, » résume Bronstein. De plus, grâce au nectar la plante « s'assurait que les animaux se nourrissent d'autre chose que de ses bébés. »

Les organismes bénéficiant d'une relation mutualiste peuvent également connaître une co-évolution, au cours de laquelle deux espèces développent de nouveaux traits en réponse l'une de l'autre. Par exemple, les acacias d'Amérique Centrale auraient développé des épines creuses dites « cornes de taureau » pour permettre aux fourmis d'y loger.

En retour, les fourmis auraient développé des comportements défensifs tels que l'essaimage et la piqûre afin de protéger l'arbre des herbivores. D'autres espèces d'acacias qui n'hébergent pas de colonies de fourmis ne disposent pas non plus de ces épines creuses, mais produisent eux-mêmes une substance chimique qui les protège des herbivores.

Il serait tentant d'anthropomorphiser le mutualisme comme une relation d'amitié, mais il ne faut pas y voir autre chose que deux espèces essayant d'assouvir leurs besoins respectifs. Qui plus est, cet équilibre se révèle parfois précaire.

Par exemple, indique Bronstein, les plantes devraient idéalement produire un certain volume de nectar à la fois, afin que les pollinisateurs se nourrissent de cette réserve limitée avant de reprendre leur envol vers une autre source de nourriture et de polliniser au passage une autre plante. Il arrive toutefois aux pollinisateurs de rester sur une même fleur et de dévorer l'intégralité de son nectar en une seule fois.

« Il y a un conflit d'intérêts entre ce que recherche le pollinisateur et ce que souhaite la plante, » déclare Bronstein. « C'est là toute la matière première d'un fascinant va-et-vient évolutionnaire entre les deux partenaires. »

 

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.

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