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Le sphinx et l’orchidée

L’évolution prédictible

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Butinage de l’orchidée vu par Pascal Le Roch (© P. Le Roch/MNHN)
Un cas de coévolution est illustré ici par une orchidée et son pollinisateur, un sphinx. La fleur possède un nectaire (tube) très long qui peut atteindre plus de 30 centimètres tandis que l’insecte est doté d’une trompe presque aussi longue qui lui permet d’accéder au nectar situé au fond du nectaire. D’après Darwin, la plante et l’animal se seraient adaptés l’un à l’autre au cours du temps. Selon une autre hypothèse récente, l’allongement du nectaire serait une réponse de l’orchidée à la trompe du papillon.

Le sphinx et l’orchidée

Ce dessin représente l’aNgraecum sesquipedale, une orchidée pas comme les autres, butinée par un papillon lui aussi pas comme les autres. Appelée « étoile de Madagascar », l’orchidée possède de grandes feuilles blanches en forme d’étoile et un nectaire qui peut atteindre plus de 30 centimètres de long. Celui-ci contient le nectar sécrété par la plante, liquide sucré qui attire les insectes butineurs. Le papillon entre en contact avec l’orchidée (en coupe dans le cercle), ce qui lui permet d’enfoncer sa trompe le plus loin possible dans le nectaire. Il se couvre alors la tête de pollen qu’il déposera sur d’autres orchidées.

C’est le mode de reproduction par entomogamie, ou pollinisation par les insectes, privilégié chez les plantes à fleurs. Initialement, la longueur du nectaire laissait présager l’existence d’un papillon possédant une trompe de la même taille. C’est la prédiction que fit Charles Darwin quand on lui présenta, en 1862, « l’étoile de Madagascar », prédiction qui engendra le scepticisme chez beaucoup de scientifiques de son époque. Ce n’est qu’en 1903 que l’on découvrit un grand papillon nocturne doté d’une trompe de 22 centimètres et que l’on nomma Xanthopan morgani praedicta en hommage à la prédiction de Darwin. L’adaptation mutuelle du nectaire et de la trompe s’explique par la coévolution, une suite de transformations qui se produisent au cours de l’évolution de deux espèces qui s’influencent réciproquement.

L’ÉVOLUTION PRÉDICTIBLE

En 1862, on présenta à Darwin une orchidée, Agraecum sesquipedale, plus communément appelée « étoile de Madagascar ». C’est une épiphyte qui vit sur les arbres et se distingue par ses feuilles blanches en étoile et par son éperon, ou nectaire, un tube qui peut dépasser 30 centimètres de long au fond duquel se trouve le nectar, c’est-à-dire le liquide sucré dont se nourrissent les insectes butineurs. En aspirant le nectar, l’insecte touche les pollinies (amas de pollen), qui se collent alors sur sa tête ou son abdomen. L’insecte s’envole ensuite vers d’autres fleurs pour en aspirer le nectar, et dépose le pollen qui entraînera la fécondation. Ainsi se déroule la pollinisation en général. En examinant l’orchidée, Darwin prédit l’existence d’un papillon muni d’une trompe de la même longueur que le nectaire.

Quarante ans plus tard, en 1903, on découvrit à Madagascar un grand papillon nocturne, de la famille des Sphingidés, avec une trompe longue de 22 centimètres, auquel on donna le nom de Xanthopan morgani praedicta. L’adaptation du nectaire et de la trompe s’explique par la coévolution, c’est-à-dire une suite de transformations qui se produisent au cours de l’évolution de deux espèces suite à leurs influences réciproques. Selon le modèle proposé par Darwin et élaboré plus tard par Wallace, dans une population d’orchidées celles qui ont le nectaire le plus long ont un avantage sélectif en optimisant le contact des butineurs avec les pollinies. De la même façon, les papillons à longue trompe ont un avantage sélectif parce qu’ils récoltent plus de nectar. Cette coévolution se serait produite graduellement par alternance. Justen B. Whittall et Scott A. Hodges, de l’Université de Californie, ont proposé une autre hypothèse en 2007 dans la revue Nature. À partir d’une analyse phylogénétique chez la Renonculacée Aquilegia, ils sont arrivés à la conclusion que l’allongement du nectaire serait une réponse de l’orchidée à la morphologie du papillon et que ce phénomène serait ponctuel durant la spéciation.

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