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Lorsque le soleil se lève sur le parc national de Kibale en Ouganda, des baies rouges et des figues oranges pendent dans la canopée de la forêt tropicale. Ils attendent que des singes, des grands singes ou des oiseaux scannent le feuillage, mangent les fruits mûrs et crachent ou défèquent les graines loin de leurs sources, propageant ainsi la génération suivante vers un nouvel emplacement.
À près de 3 000 km de distance, dans les forêts pluviales montagneuses similaires du parc national de Ranomafana à Madagascar, des baies jaunes ou des figues parfumées attendent les lémuriens, les frugivores de cette jungle. Ils vont chercher leur festin dans la forêt toute la nuit, avant de disperser les graines.
Au cours de millions d'années de sélection naturelle, ces plantes ont développé des moyens de communiquer avec les animaux par le biais de leurs fruits, suggèrent de nouvelles recherches, disant quelque chose comme: «Choisis-moi.» temps dans la jungle et favoriser la survie de leur plante en tant qu’espèce.
«Quand j'ai appris pour la première fois que les plantes se comportaient, qu'elles transmettaient des informations aux animaux, mon esprit a explosé», a déclaré Kim Valenta, écologiste de l'évolution à l'Université Duke et co-auteur d'une étude publiée récemment dans Biology Letters. étudier la relation entre la couleur du fruit et la vision animale.
Dr. Valenta et son collègue Omer Nevo, écologiste de l'évolution à l'Université d'Ulm en Allemagne, qui ont publié Un autre article sur les odeurs, publié la semaine dernière dans Science Advances, cherche à comprendre comment les plantes se sont adaptées pour plaire aux animaux qui répandent leurs graines. Ce qu'ils révèlent, c'est que les plantes méritent plus de crédit – et que les relations complexes entre les plantes et les animaux peuvent être essentielles pour comprendre et préserver leurs habitats partagés.
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Les biologistes se demandent depuis plus d'un siècle pourquoi les fruits de plantes apparentées ont des aspects si différents, et comment les animaux savent lesquels manger.
L'hypothèse dominante a été que les animaux pourraient avoir influencé les caractéristiques du fruit – comme la forme, l'emplacement sur un arbre, la présentation sur une branche ou l'odeur et la couleur – par le biais d'une sélection naturelle. Plus il est facile pour les mangeurs de fruits d'identifier les fruits mûrs, meilleures sont leurs chances de survie. L'animal mange et la plante mère se reproduit – en utilisant les animaux comme jardiniers – sans lever de racine.
De la même manière, de nombreuses fleurs adaptent leur forme de pétale, leur couleur, leur texture ou le parfum ou la saveur de nectar pour attirer souvent une seule espèce pollinisatrice. Les scientifiques admettent que ces caractéristiques florales pourraient résulter de la coévolution, car les relations sont très spécifiques.
Mais ils se sont posé des questions sur la reproduction des plantes par la dispersion des graines. Comment pouvez-vous épingler les traits particuliers d’un fruit à un animal alors que de nombreux animaux différents, avec leurs propres adaptations évolutives, interagissent avec les mêmes fruits?
Bien que des caractères comme la forme soient plus faciles à étudier, sans outils appropriés pour mesurer la couleur et les odeurs, de nombreuses recherches se sont appuyées sur les perceptions humaines et ont peut-être négligé la manière dont les autres animaux peuvent expérimenter le monde.
Pour les chercheurs, ces parcs en Ouganda et à Madagascar ont offert l'expérience naturelle parfaite. Avec des paysages similaires et des plantes associées portant des fruits d'aspect différent qui nourrissent des animaux dotés de capacités sensorielles très différentes, les chercheurs pourraient révéler comment les sens des animaux ont pu influencer les couleurs contrastantes des fruits mûrs sur le feuillage.
Les singes et les singes en Ouganda ont une vision tricolore semblable à celle des humains, et les oiseaux ont une vision encore meilleure. Mais la plupart des lémuriens à Madagascar ne peuvent voir que le spectre bleu-jaune – ils sont daltoniens-rouges et reposent davantage sur leur fort sens de l’odorat pour de nombreux comportements.
Les chercheurs ont donc collecté des fruits et du feuillage mûrs et non mûrs et analysé leurs couleurs avec un spectromètre. Avec un modèle basé sur les capacités visuelles des animaux dispersant les graines, ils ont également déterminé qui était le plus susceptible de détecter différentes couleurs de fruits contrastant avec un assortiment de fonds.
Ils ont découvert que les couleurs de chaque fruit étaient optimisées par rapport à leurs fonds naturels pour répondre aux exigences des systèmes visuels de leurs disperseurs de semences primaires. En Ouganda, les fruits contrastant avec le feuillage aux couleurs du spectre rouge-vert – disent que les baies rouges dans une grappe verte – ont éclaté pour les oiseaux et les singes dont les yeux peuvent les voir.
Mais à Madagascar, les fruits avec des contrastes bleu-jaune – comme ces baies jaunes – pourraient être mieux détectés par les lémuriens daltoniens rouge-vert (et certains oiseaux également).
Les chercheurs savent également que les lémuriens dédient de grandes surfaces du cerveau à l'olfaction, en les aidant à communiquer entre eux et à choisir leurs partenaires – souvent dans le noir. Pour ces excellents parfumeurs, une figue brune parfumée peut également se démarquer.
Dans l’étude sur les odeurs du Dr Nevo, son équipe a recueilli des centaines de fruits mûrs et immatures de Ranomafana – environ un tiers dispersés uniquement par des lémuriens ayant une déficience visuelle et le reste par d’autres lémuriens et les quelques oiseaux doués visuellement du parc. Il soupçonnait que les fruits mangés par les lémuriens auraient une plus grande différence d'odeur après mûrissement que les fruits mangés par les oiseaux.
Pour le savoir, il a extrait leurs odeurs à l'aide de la «technique de l'espace de tête semi-statique». Des odeurs de fruits chimiques, contenues dans des sachets étanches, se sont accumulées et ont ensuite été pompées, piégées et analysées.
Ils ont confirmé que les fruits dispersés uniquement par les lémuriens produisaient plus de produits chimiques et un plus grand assortiment de composés lors de la maturation. Et à l'état sauvage, les lémuriens passaient plus de temps à renifler ces mêmes fruits avec de grandes différences d'odeurs mûres par rapport aux odeurs non mûres. Pour les chercheurs, cela suggérait que les différences pourraient signaler: «Je suis ici. Mange-moi », à des créatures autrement impossible de les voir.
Ces résultats peuvent n'être que des cas extrêmes localisés, étayant l'hypothèse selon laquelle les plantes et les disperseurs de graines évoluent ensemble. Mais les chercheurs ont trouvé des indices supplémentaires dans une relation entre les éléphants de forêt du parc ougandais et Balanites wilsoniana, un arbre qui ne pourrait peut-être pas survivre sans eux.
À l’état de maturité, le Dr Valenta a dit qu’elle pouvait détecter l’odeur de «gros fruit fermenté» des fruits de l’arbre sur des kilomètres. Les éléphants – avec un nez énorme et plus de gènes de récepteurs olfactifs que n'importe quel autre animal connu sur Terre – avalent les fruits tombés (ils peuvent aussi les faire se sentir ivre).
Seuls les éléphants peuvent avaler les fruits et déféquer le même nombre de graines. Et cette plante ne se reproduira pas à moins de passer dans les intestins d’un éléphant, a déclaré le Dr Valenta. Ce type de dépendance mutuelle s’observe dans les relations bien établies fleurs-pollinisateurs, mais il est rare de les trouver dans les relations fruits-graines-disperseurs. Des études ultérieures peuvent offrir des preuves supplémentaires que les sens des animaux influencent les caractéristiques des fruits.
La paume du voyageur à Madagascar met en évidence une autre stratégie de publicité pour les plantes ciblant les animaux.
Dans d'autres parties du monde, des plantes apparentées d'oiseaux du paradis produisent des graines à enveloppe rouge ou jaune facilement détectables par les oiseaux. Mais à Madagascar, où la paume du voyageur est originaire, les graines sont d'un bleu éclatant et sont particulièrement détectables pour les oui, une sorte de lémurien ressemblant à une chauve-souris ayant une capacité accrue de détection des rayons ultraviolets, selon Jonathan Drori, auteur de «Around the World in 80 Trees».
Les graines contiennent également un laxatif, invitant tout ce qui les mange à les expulser à la hâte, sans être digérées, "avec un joli tas d’engrais qui coule", a déclaré M. Drori.
Les Aye-ayes sont également des pollinisateurs, utilisant leur force pour ouvrir les paquets de nectar robustes de la paume, assurant ainsi que la plante peut produire des graines en premier lieu.
"S'il arrivait quelque chose à ces lémuriens, ces arbres, du moins dans la nature, disparaîtraient", a déclaré M. Drori.
De telles interactions nous rappellent que les plantes sont des membres actifs d’un écosystème complexe et fragile – et pas seulement du paysage.
«Nous commençons tout juste à comprendre à quel point les plantes et les animaux représentent l’un pour l’autre», a déclaré le Dr Valenta, «ce qui pour moi n’est que le signe qu’il est plus important de conserver la chose intacte».
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