Il y a eu un changement bien documenté vers une floraison printanière plus précoce chez de nombreuses plantes à mesure que le monde se réchauffe. Cette tendance inquiète les biologistes car elle risque de perturber les interactions soigneusement chorégraphiées entre les plantes et les créatures (papillons, abeilles, oiseaux, chauves-souris et autres) qui les pollinisent.
Mais beaucoup moins d'attention a été accordée aux changements dans d'autres caractéristiques florales, telles que la taille des fleurs, qui peuvent également affecter les interactions plantes-pollinisateurs, à une époque où de nombreux insectes pollinisateurs sont en déclin à l’échelle mondiale.
Dans une étude publiée en ligne dans la revue Evolution Letters, deux biologistes de l'Université du Michigan et un collègue de l'Université de Géorgie montrent que les populations sauvages de gloire du matin du sud-est des États-Unis ont augmenté la taille de leurs fleurs entre 2003 et 2012.
Selon les chercheurs, l'augmentation de la taille des fleurs suggère un investissement plus important de la part des plantes pour attirer les pollinisateurs. Les changements ont été plus prononcés aux latitudes plus septentrionales, conformément à un large éventail de travaux antérieurs montrant que les populations végétales du nord ont tendance à présenter des réponses évolutives plus spectaculaires au changement climatique.
Un passage à une floraison plus précoce a également été observé parmi ces populations de gloire du matin. En outre, il y avait des indications alléchantes selon lesquelles les plantes ont augmenté leur investissement dans les récompenses florales – le nectar et le pollen obtenus par les abeilles, les syrphes et les guêpes qui pollinisent les fleurs blanches, roses et bleues de la gloire du matin.
"Il existe une lacune majeure dans notre compréhension de la façon dont les caractères cruciaux pour les interactions plantes-pollinisateurs peuvent évoluer au fil du temps en réponse au changement climatique", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Sasha Bishop, doctorante au département d'écologie de l'UM. et biologie évolutive.
"Nous montrons qu'en plus des changements bien documentés vers une floraison plus précoce, l'architecture florale et les récompenses peuvent également jouer un rôle important dans la réponse évolutive au changement environnemental contemporain."
La gloire du matin commune est une plante grimpante annuelle que l'on trouve dans l'est, le Midwest et le sud des États-Unis. On le voit fréquemment le long des routes et champs cultivés.
L’étude menée par l’UM a utilisé une approche de « résurrection » qui impliquait la germination de graines de gloire du matin collectées aux abords des champs agricoles de soja et de maïs du Tennessee, de Caroline du Nord et de Caroline du Sud sur deux ans : 2003 et 2012.
Au cours de ces neuf années, la région a connu une hausse des températures – en particulier une augmentation des températures minimales et nocturnes – et une augmentation du nombre de précipitations extrêmes entrecoupées de sécheresses plus extrêmes.
Pour rechercher des changements dans la morphologie florale, les chercheurs ont planté des graines collectées sur le terrain au cours des deux années dans une serre des jardins botaniques Matthaei de l'UM. Lorsque les fleurs ont fleuri, divers traits floraux ont été mesurés à l’aide d’un pied à coulisse numérique.
Les mesures ont montré que les corolles de la gloire du matin sont devenues significativement plus larges au cours de l'intervalle de neuf ans : 4.5 centimètres (1.8 pouces) de diamètre en 2003 et 4.8 centimètres (1.9 pouces) en 2012, et le changement de largeur de la corolle était le plus important dans les populations situées à des latitudes plus septentrionales. . Les pétales d’une fleur sont collectivement appelés corolle.
L'étude a également révélé un changement vers des périodes de floraison plus précoces entre 2003 et 2012, principalement dû aux populations situées à des latitudes plus septentrionales. Le début de la floraison a eu lieu en moyenne quatre jours plus tôt pour les plantes issues de graines récoltées en 2012.
Il est intéressant de noter que les chercheurs ont également observé une tendance, influencée par la latitude, vers un investissement accru dans les récompenses florales (pollen et nectar) au fil du temps. En moyenne, les fleurs de gloire du matin cultivées à partir de graines collectées en 2012 ont produit plus de grains de pollen et plus de nectar de saccharose que les fleurs issues des graines collectées en 2003.
Cependant, les analyses de pollen et de nectar n’ont porté que sur quatre populations de plantes à gloire du matin. En raison du faible nombre de populations examinées, les résultats des récompenses florales n'ont pas été inclus dans un test statistique visant à rechercher des preuves d'une adaptation par sélection naturelle chez les plantes.
"Néanmoins, il semble probable qu'il y ait une augmentation temporelle des investissements dans l'attraction des pollinisateurs et que ce résultat soit motivé par les populations des latitudes septentrionales", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Regina Baucom, professeur agrégé au département d'écologie et de biologie évolutive de l'UM.
L’étude n’a trouvé aucune preuve que les gloires du matin augmentent la vitesse à laquelle elles s’autopollinisent. Les données de certaines études antérieures ont mis en évidence une augmentation du « selfing » comme réponse possible à le changement climatique et/ou le déclin des pollinisateurs associé au changement d’affectation des terres.
"Il s'agit du premier article à utiliser l'approche de la résurrection pour examiner la possibilité que les traits responsables des interactions plantes-pollinisateurs évoluent au fil du temps, de manière concomitante à la diminution de l'abondance des pollinisateurs et aux changements environnementaux dramatiques dus au changement climatique et aux régimes d'utilisation des terres." » dit l'évêque.
Quinze populations de gloire du matin ont été incluses dans l'expérience de résurrection en examinant les changements dans la morphologie florale. Vingt-trois populations ont été incluses dans l’étude de la floraison printanière précoce. Au total, 2,836 456 fleurs ont été mesurées sur XNUMX plantes.