Les plantes, cheval de Troie des insectes pour la conquête du milieu terrestre

 Pendant très longtemps, la vie a été confinée aux milieux aquatiques. C'est dans la mer que se différencieut, il y a plus de 500 millions d'années les principaux groupes d'animaux pluricellulaires. C'est aussi dans la mer que se diversifient les algues vertes, ancètres prêsumés de toutes les plantes terrestres. Les premières traces fossiles incontestables d'occupation du milieu terrestre,datèes de 500 Ma environ sont des spores, semblables à celles des mousses actuelles. Ces élèments reproducteurs unicellulaires possèdent une paroi protectrice qui leur permer de résister à la dessiccation. C'est cette paroi qui est conservée à l'état fossile, alor que le reste de l'organisme est très rapidement décomposè.

Ce sont donc très probablement des proches parents des mousses qui ont èté les premiers organismes pluricellulaires vivant sur les terres émergées. Un peu plus tard sont apparues des formes apparentées à nous fougères actuelles, d'abord connues, elles aussi par leurs spores. Vers 420 Ma, leurs restes sont trouvés associés à des fossiles dànimaux arthropodes, manifestement prédateurs. Il existait donc dans les mêmes milieux des animaux qui leur servaient de proies. Ces espèces inconnues devaient se nourrir de végétaux vivants ou morts. Leurs présence était donc conditionnée par celle des végètaux: c'était donc conditionnée par celle des végètaux: c'ètait le début d'une longue histoire commune.

A l'époque carbonifère, la diversification explosive des plantes terrestres offre aux animaux une grande variété de lieux de vie et de sources de nourriture. Alors débute la conquète des continents par les vertébrés, tandis que les arthropodes terrestres, et tout particulièrement les insectes, acquièrent une imporessionnate diversité, montamment dans le domaine de l'alimentation. Les ons, apparentés aux blattes actuelles, se nourissent de débris. D'autres exploitent des productions végétales à haute valeur nutritive: le tube digestif de certains insectes fossiles est rempli de spores, et l'on connaît des graines fossiles portant des perforations probablement dues à des insectes dont le corps et les ailes ressemblent à ceux des blattes mais dont la tête porte au voisinage de la bouche des stylets piqueurs qui font plutît penser aux pièces buccales des cigales. D' autres insectes encore, très vraisemblablement issus de la même souche que les actuelles libellules sont, comme celles-ci, des prédateurs d'autres insectes.

La défense des plantes contre les insectes.

Ce qui prècède laisse penser que le développement des premiers peuplements végétaux en milieu terrestre a permis la prolifération de nombreux insectes herbivores, qui, en retour, ont ravagé les plantes. Si des plantes mutantes accumulaient dans leurs feuilles ou dans leurs graines des substances toxiques pour les insectes, elles étaient moins sujettes que leurs voisines à la destruction. De telles mutations avaient donc toutes les chances d`être retenus par la sélection naturelle. C'est certainement la dèfense contre les insectes, elles étaient moins sujettes que leurs voismes à la destruction. De telles mutations avaient donc toutes les chances d'être retenues par la sélection naturelle. C'est certainement la défense contre les insectes ou, plus généralement, contre les herbivores qui explique la toxicité de très nombreuses plantes. C'es défenses chimiques sont très variées: certaines plantes produisent du cyanure, par exemple dans les graines (pècher, amandier), d'autres produisent des alcaloides (la nicotine), d'autres encore des terpènes (Abondants dans la résine des conifères).

Ces défenses sont certes efficaces, mais le mécanisme mutation-sélection n'a pu manqué de faire apparaître des insectes résistants aux toxiques, ce à quoi les plantes ont dú répondre par un perfectionnement de leurs défenses. Une illustration des résultats de cette escalade est fournie par les relations entre conifères et scolytes (ceux-ci sont des insectes dont les larves creusent des galeries dans le bois). Les conifères possèdent dans leur résine non pas un, mais plusieurs terpènes différents, ainsi qu'éventuellement d'autres composés toxiques. Ces toxiques sont synthétisés de façon continue, et ils sont volatils. Les insectes en perçoivent la présence et, en général ne s'aprrovhent pas des arbres qui les émettent. Certains scolytes, toutefois, ne sont pas repoussés et attaquent tout de même le bois. Cette attaque stimule en général la production de terpènes au niveau de la blessure de l'arbre. Certaines espèces de scolytes, résistantes aux terpènes, n'en sont nullement incommodées et même réémettent ver l'extériur un des terpènes qu'elles avaient ingérés, ce qui constitue un signal attractif pour les insectes de la mème espèce. Tout ceci résulte d'adaptations réciproques qui se sont succédées au cours de l'évolution: une espèce d´terminée de conifères est protégée par ses défenses vis-à-vis de beaucoup d'insectes, mais parmi eux quelques espèces ont tourné les défenses et s'attaquent de façon quasi exclusive à elle.

Coopération entre plantes et insectes

L'exemple précédent montrait comment une adaptation réciproque entre plantes et insectes pouvait résulter d'un antagonisme entre agresseur et agressé. Il existe entre ces deux catégories d'ètres vivants d'autres types d'interactions. Ainsi, en volant d'une fleur à l'autre, des insectes transportent du pollen, facilitant ainsi la reproduction de la plante: c'est avantageux pour elle, même si l'insecte prélève une partie du pollen pour sa nourriture. De ce fait, la sélection naturelle a retenu chez les plantes des dispositifs attirant les insectes vers les fleurs et chez les insectes l'aptitude à répondre efficiacement à ces dispositifs. Ainsi, chez la sauge, la fleur, colorée et odorante, attire abeilles et bourdons qui viennent en particulier y chercher du nectar. Par comparaison avec d'autres espèces de la même famille (thym, menthe), on voit que la lignée évolutive qui a conduit à la sauge a perdu deux étamines sur les quatre que possédaient les espèces ancestrales et que de plus les étamines restantes ont perdu la moitié des organes dans lesquels se forme le pollen. En compensation, ces étamines ont développé des organes en orme de pédales que l'insecte abaisse obligatoirement quand il s'enfonce dans la fleur à la quéte du nectar. Cela entraîne un mouvement des étamines tel que l'insecte reçoit du pollen sur son dos, pollen qu'il pourra ultérieurement transporter sur une autre fleur. La sélection a ici retenu des mutations qui apparemment réduisaient la fertilité de la fleur (production de pollen divisée par quatre). Ces mutations étaient en réalité favorables. Elles multipliaient, par un facteur certainement supérieur à quatre, les chances d'être réellement fécondant pour le pollen restant, à condition, bien sûr, que des insectes (compétents" soient bien là!

Les diverses lignées évolutives ne sont donc pas indépendantes les unes des autres. Les caractères acquis par l'une d'entre elles conditionnent l'évolution des autres. On ne peut espérer comprendre l'évolution sans tenir compte des divers types de relations entre espèces.

Les flèches fines indiquent le déplacement des sacs à pollen
quand un insecte appuie sur la "pédale" en s'enfonçant dans la fleur de sauge.

Jean Génermont

Professeur, Paris XI