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Avec la génomique, la pollinisation dévoile ses réseaux

André Pornon, Nathalie Escaravage, Monique Burrus, Amaia Iribar, Roselyne Etienne, Lucie Zinger, Christophe Andalo

by Frédéric Magné - published on , updated on

La pollinisation par les animaux est, à l’échelle planétaire, une fonction écosystémique essentielle mais menacée. Malgré les très nombreuses études sur la pollinisation, les connaissances sur les réseaux de pollinisation restent très insuffisantes, essentiellement en raison d’un manque d’outils adaptés à leur complexité. La génomique environnementale pourrait pallier ce problème méthodologique ! C’est ce que démontrent les travaux d’une équipe de chercheurs du Laboratoire Évolution et Diversité Biologique de Toulouse (EDB – CNRS / Université Toulouse III-Paul Sabatier /ENFA) et du laboratoire d’Ecologie Alpine de Grenoble (LECA - CNRS / Université Joseph Fourier Grenoble / Université de Savoie)dans un article paru dans la revue Scientific Reports. Non seulement ces nouvelles méthodes permettent d’identifier les espèces de plantes visitées grâce à leurs grains de pollen présents sur le corps des insectes, mais également de connaitre dans une certaine mesure leur abondance. Ces informations indispensables permettront de mieux caractériser et quantifier les interactions dans les réseaux de pollinisation, ce qui est difficile, voire impossible à réaliser avec les méthodes conventionnelles1.

Abeille domestique Apis mellifera sur fleur de Rhododendron ferrugineum © Chloé Delmas – EDB

 
Les interactions plantes-pollinisateurs assurent la reproduction d’une majorité de plantes, et donc la pérennité des biomes2, mais également la survie d’une multitude d’espèces animales, et tout particulièrement d’insectes. En effet, la pollinisation par les animaux est l’un des plus beaux exemples de mutualisme : les animaux sont nourris par les plantes qu’ils aident en contrepartie à se reproduire. Derrière cette réalité se cachent une variété de situations et une extrême complexité ! En premier lieu, il faut différencier les termes de visiteurs et pollinisateurs.

En effet, certains insectes visiteurs déposent peu ou pas de pollen sur le stigmate d’une fleur ou déposent du « mauvais » pollen provenant d’une autre espèce végétale. Ainsi, de mutualiste, l’interaction peut devenir parasite. De plus, si les plantes s’entre-aident souvent pour attirer les pollinisateurs dans la communauté, elles sont parfois en compétition pour leur service. Or, l’observation des visites des insectes aux fleurs, méthode de loin la plus utilisée pour décrire les réseaux, ne prend pas en compte cette diversité d’interactions. Par ailleurs, nombre d’insectes ne sont pas identifiables in situ. Enfin, il est impossible de connaitre leur comportement individuel. Une méthode beaucoup plus précise consiste à identifier morphologiquement et dénombrer les grains de pollen sur le corps des insectes et sur les stigmates. Mais surgissent d’autres difficultés comme le temps d’analyse, qui est très long et l’impossibilité de différencier à l’espèce les pollens de certaines plantes.

Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé les méthodes de métabarcoding3 pour identifier et, pour la première fois à leur connaissance, quantifier les pollens sur le corps des insectes. L’analyse des charges polliniques de plusieurs centaines d’insectes capturés dans les Pyrénées révèle 2.5 fois plus d’espèces de plantes impliquées dans les interactions que la méthode conventionnelle d’observation des visites. De plus, ces méthodes rendent relativement bien compte de l’abondance de la charge pollinique des insectes et du nombre de visites reçues par une plante.

Les résultats de cette étude démontrent que la génomique environnementale est un moyen plus efficace et plus rapide que les méthodes conventionnelles pour détecter et, dans une certaine mesure, quantifier les interactions dans les réseaux de pollinisation. A terme, cette méthodologie permettra de beaucoup mieux décrire les réseaux de pollinisation, de prendre en compte les différentes facettes des interactions, ceci dans un plus grand nombre d’habitats et au cours du temps. Elle permettra aussi de caractériser les interactions entre les espèces de plantes qui se font via les pollinisateurs et ainsi, de mieux comprendre la structure et le fonctionnement des réseaux de pollinisation ainsi que les processus écologiques et évolutifs sous-jacents.

Dans un contexte de changements globaux, ces descriptions sont indispensables pour évaluer la capacité des écosystèmes à répondre au déclin parallèle des plantes et des pollinisateurs.
 
 class= Note

1 Observation visuelle de l’insecte sur la fleur, et plus rarement, capture, récupération du pollen pour identification microscopique.
2 Ensemble d’écosystèmes caractéristique d’une aire biogéographique et nommé à partir de la végétation et des espèces animales qui y prédominent et y sont adaptées.
3 Identification des taxa présents dans un échantillon environnemental à partir de techniques de séquençage d’ADN.

Diptère Empis leptempis pandellei sur Bistorta officinalis © Chloé Delmas – EDB

 
 class= Référence

"Using metabarcoding to reveal and quantify plant-pollinator interactions", André Pornon, Nathalie Escaravage, Monique Burrus, Hélène Holota, Aurélie Khimoun, Jérôme Mariette, Charlène Pellizzari, Amaia Iribar, Roselyne Etienne, Pierre Taberlet, Marie Vidal, Peter Winterton, Lucie Zinger & Christophe Andalo, Scientific Reports, 03 juin 2016.

Contact chercheur

André Pornon, Évolution et Diversité Biologique (EDB – CNRS/Univ. Toulouse III Paul Sabatier)
Tél. : 05 61 55 69 36
Email : andre.pornon@univ-tlse3.fr

Contact communication

Frédéric Magné, Évolution et Diversité Biologique (EDB – CNRS/Univ. Toulouse III Paul Sabatier)
Email : frederic.magne@univ-tlse3.fr
Tél. : 05 61 55 67 43

Source : CNRS-INEE http://www.cnrs.fr/inee/