Les couleurs fluos des fleurs : pour guider les pollinisateurs

Nombre de fleurs éclairées par une lampe UV nous réservent de lumineuses surprises. Leurs couleurs apparaissent différentes de celles que nous voyons en plein jour car elles sont dues à la fluorescence de certains pigments (Fig. 1). Il s’avère en particulier que les glandes productrices de nectar, et parfois le nectar lui-même, sont souvent fluorescents, de même que les anthères, c’est-à-dire les parties terminales de l’étamine qui produisent et contiennent les grains de pollen. Une hypothèse vient alors immédiatement à l’esprit : la fluorescence pourrait avoir été sélectionnée au cours de l’évolution comme signal de communication, et constituerait une adaptation permettant de renforcer l’attraction des insectes pollinisateurs qui se nourrissent de nectar ou de pollen. En retour, ces derniers assurent la fécondation en transportant des grains de pollen depuis les étamines (organes mâles) vers les stigmates (organes femelles) d’une fleur de la même espèce.

Fig.1. Fleur de passiflore (Passiflora caerulea) observée en lumière blanche (en haut) et en UV (en bas).1 La fleur est placée entre deux tubes UV. La fluorescence de l’anneau d’appendices courts et celle du sillon nectarifère est rose vif. La fluorescence des marges des anthères ouvertes est bleu-vert, tandis que celle du pollen est jaune-vert. Les stigmates récepteurs de pollen ne sont pas fluorescents. Crédit : Albert Roguenant & Aline Raynal-Roques (reproduction avec autorisation).

Petit rappel sur la fluorescence²

La fluorescence est une lumière née de la lumière : consécutivement à une absorption de lumière (ou d’un rayonnement UV), un pigment fluorescent possède la propriété d’émettre une lumière colorée (photoluminescence). Cette émission se situe à des longueurs d’onde en moyenne plus grandes que celles du domaine où il absorbe. Les longueurs d’onde non absorbées et donc réfléchies par un pigment se superposent à celles de la fluorescence dans nos yeux ou ceux d’un animal, d’où la sensation globale d’une couleur lumineuse (couramment appelée « couleur fluo », comme celle des gilets jaunes !³).

Pour visualiser la seule contribution de la fluorescence, il suffit en général d’éclairer l’objet avec une lampe UV puisque nos yeux ne perçoivent pas le rayonnement ultraviolet que l’objet réfléchit, du moins partiellement (Fig. 1), bien qu’ils puissent en souffrir.

Que voient les pollinisateurs ?

Les insectes pollinisateurs (abeilles, papillons, mouches, etc.) ne perçoivent pas les couleurs comme nous.^4,5 Alors que nos yeux sont insensibles au rayonnement UV, la plupart des insectes le perçoive ce qui induit, via leur cerveau, une sensation colorée qui nous est totalement étrangère.⁶ En revanche, ils ne voient pas, sauf exception, dans le domaine de longueurs d’onde de la lumière que nous, humains, percevons et qualifions de rouge.

C’est le cas par exemple des abeilles qui possèdent trois types de photorécepteurs dont les maxima de sensibilité sont situés dans l’ultraviolet, le bleu et le jaune-vert.^4,5 En plein jour, une abeille qui regarde une fleur perçoit donc les longueurs d’onde non absorbées et donc réfléchies par la fleur dans le domaine allant de l’ultraviolet au jaune, avec toutefois un manque de sensibilité dans les verts. À ces longueurs d’onde se superposent, dans les yeux de l’abeille, celles de la fluorescence, d’où la sensation de couleurs particulièrement lumineuses, là où se situent les pigments fluorescents.⁷

Attirer et guider les pollinisateurs

Les fleurs ont évolué dans leur forme, leur couleur et leur parfum de façon à optimiser l’attraction des agents pollinisateurs. Si les fleurs sont si diversement colorées, c’est parce que les plantes ont acquis, au cours de l’évolution, des couleurs adaptées à leurs insectes pollinisateurs qui ne perçoivent pas des domaines de longueurs d’onde identiques.

Les motifs colorés (traits, taches, rayures) servent de guides au visiteur pour le conduire directement vers le nectar ou le pollen. Dans ce contexte, des motifs fluorescents contribuent très vraisemblablement à l’attractivité et au guidage du pollinisateur. Chemin balisé vers un lumineux festin ! En effet, de nombreuses fleurs dont les organes floraux impliqués dans la reproduction sont fluorescents ont été observées.¹ Les figures 1 à 3 en offrent des exemples éloquents.

Fig. 2. Sedum telephium observé en lumière blanche (en haut) et sous une lampe UV (en bas). Les anthères sont d’une intense fluorescence blanc-jaune et forment un diadème lumineux entourant le cœur nectarifère. Crédit : Albert Roguenant & Aline Raynal-Roques (reproduction avec autorisation).

Fig. 3. Lamier jaune ou Ortie jaune (Lamium galeobdolon) observé en lumière blanche (à gauche) et sous une lampe UV (à droite). Les anthères exhibent une intense fluorescence de couleur blanche tirant sur le bleu-vert. Crédit : Albert Roguenant & Aline Raynal-Roques (reproduction avec autorisation)

Pourtant, certains chercheurs mettent en doute la fonction de la fluorescence florale dans l’attraction des pollinisateurs. Ils estiment qu’en plein jour, l’intensité de la fluorescence est souvent faible, voire négligeable, par rapport à l’intensité de la lumière réfléchie.⁸ Toutefois, ce qui importe, ce n’est pas la fluorescence comparée à la réflectance de la fleur dans sa globalité, mais l’effet de contraste lumineux local que procure la fluorescence aux organes reproducteurs.

La fonction attractive de la fluorescence a par ailleurs été démontrée chez certaines plantes carnivores. C’est de cette façon que ces dernières attirent fourmis, insectes et autres arthropodes pour les capturer et les dévorer.⁹ Tragique destin du visiteur vers un lumineux festin… de la plante, cette fois !

Remerciements à Aline Raynal-Roques et Albert Roguenant pour de fructueux échanges et pour la relecture de cet article.

Références

¹Ne manquez pas de consulter le magnifique portfolio que A. Raynal-Roques et A. Roguenant ont publié dans la revue Pour la Science : n°483, Janvier 2018, pp. 59-67 (consultable ici).

²B. Valeur, Lumière et luminescence. Ces phénomènes lumineux qui nous entourent, Belin (2005, 2^e éd. 2017), chap. 5.

³Voir le billet du 17.11.2018 : « Du gilet jaune aux baskets flashy : le fluo, c’est le filon ! ».

⁴B. Valeur, É. Bardez, La lumière et la vie. Une subtile alchimie, Belin (2015), chap. 5.

⁵Voir le billet du 06.01.2019 : « Sait-on comment les animaux voient en couleurs ».

⁶Cette sensation colorée est parfois désignée sous le nom ambigu de « Pourpre des abeilles ». Ce nom vient du fait que le domaine de longueurs d’onde dans l’UV auquel les abeilles sont sensibles se situe près du violet qui se dit purple en anglais, et dont la traduction en français est « violet » ou « pourpre ».

⁷Ces pigments fluorescents appartiennent principalement aux familles des bétalaïnes et des flavonoïdes. Parmi les bétalaïnes, les bétaxanthines sont fluorescentes alors que les bétacyanines ne le sont pas. Voir réf. 3.

⁸A. Iriel, M. G. Lagorio, « Is the flower fluorescence relevant in biocommunication ? », Naturwissenschaften, 2010, vol. 97, pp. 915.

⁹R. Kurup et al.,« Fluorescent prey traps in carnivorous plants », Plant Biology, 2013, vol. 15, pp. 611-615. Article consultable ici.