17 Oct Nectar ou plantes mellifères ?
C'est quoi le nectar de fleurs ?
Le nectar de fleurs est un composé biochimique de sucre qui peut offrir bien plus que du sucre.
Il est le produit d’une longue coévolution entre les plantes et les animaux : lorsque les animaux consomment du nectar de fleurs, ils deviennent involontairement responsables du transport du pollen et, dans certains cas, défendent même la plante.
Toutefois, les sécrétions sucrées ne sont pas l’apanage des plantes ; elles sont également produites par des champignons et des insectes.
Le miellat, par exemple, est une excellente source de sucre et ne provient pas des fleurs.
Le miellat
On pense que le miellat a été le premier carburant pour le vol des insectes avant l’arrivée des plantes à fleurs sur terre.
Le miellat est une excrétion produite par certains insectes, principalement du sous-ordre des homoptères, tels que les pucerons.
Les pucerons doivent se nourrir plus ou moins continuellement de la sève des plantes afin de satisfaire leurs besoins en azote.
Le sucre excédentaire, ainsi que l’eau, sont ensuite excrétés sous forme de miellat. Certains d’entre vous connaissent le miellat en tant que connaisseurs de cet excellent produit des abeilles, le miel de miellat comme le miel de sapin ou le miel de forêt d’autres le connaissent (malgré eux) sous forme de gouttelettes collantes gênantes que vous trouvez sur la carrosserie de votre voiture lorsque vous vous garez sous une plante infestée de pucerons.
Le miellat diffère du nectar principalement par sa teneur en oligosaccharides, qui sont synthétisés par l’insecte. La composition en sucre du miellat dépend de l’insecte dont il provient et de la plante dont la sève est aspirée.
Outre les sucres, nous trouvons également des acides aminés provenant de la même source (la sève de la plante).
Le nectar de fleurs
Le nectar est une source de nourriture importante pour les abeilles et participe à la reproduction de nombreuses plantes d’intérêt économique, ainsi qu’à la production de nombreux fruits et plantes à graines. Il s’agit d’un fluide dynamique et assez complexe.
Les pollinisateurs réduisent son volume, stimulant souvent d’autres sécrétions dans le processus, et dans le même temps le contaminent souvent avec des microbes.
La composition du nectar varie à la fois quantitativement et qualitativement, très probablement parce que sa production vise à récompenser différents types d’animaux spécifiques.
En plus de fournir aux animaux de l’eau, des hydrates de carbone, des acides aminés et des protéines de faible poids moléculaire, le nectar contient également des composés odorants qui servent à attirer ses consommateurs.
Il contient également des enzymes et des antioxydants qui servent à maintenir l’homéostasie (un état de stabilité chimique et physique). Le nectar peut également contenir des composés toxiques pour dissuader les visiteurs indésirables.
Les consommateurs de nectar les plus nombreux se trouvent dans trois des quatre plus grands ordres d’insectes : les diptères, les lépidoptères et les hyménoptères. Mais les oiseaux mangeurs de nectar et les chauves-souris assurent également un service de pollinisation fiable dans les régions plus chaudes de la planète.
Comment les plantes produisent du nectar de fleurs ?
La sécrétion du nectar est difficile à étudier car il s’agit d’un processus dynamique impliquant l’activation de plusieurs tissus simultanément.
En considérant le taux de sécrétion du nectar, c’est-à-dire la quantité de nectar sécrétée en une unité de temps (généralement une heure), Cruden et al. (1983) ont reconnu trois classes de producteurs de nectar :
- Les producteurs lents sécrètent 5 à 10 % de leur accumulation maximale par heure.
- Les producteurs rapides sécrètent 22 à 68 % de leur maximum par heure.
- Les excellents producteurs sécrètent deux à trois fois plus que les producteurs rapides.
La plupart du nectar est produit lorsque les boutons floraux sont présents. Les producteurs lents sont généralement précoces et leur nectar est généralement protégé par une corolle ou un calice épais pour éviter la prédation ou l’évaporation. En revanche, les producteurs rapides démarrent tard et offrent moins de protection contre le nectar.
Les sucres du nectar peuvent provenir directement de la photosynthèse ou de matières stockées. Chez les espèces dont les pollinisateurs exigent une production rapide de grandes quantités de nectar, le stockage de l’amidon constitue le moyen le plus efficace d’accumuler les constituants nécessaires à la production du nectar.
Grâce à ces réserves d’énergie, les plantes peuvent produire du nectar à tout moment du jour ou de la nuit.
L’origine des composants du nectar, notamment des sucres, est étroitement liée au taux de production du nectar : un taux de production élevé nécessite le stockage de matériel de réserve dans les cellules des nectarivores (nous y reviendrons dans un instant).
Il n’est donc pas surprenant que les consommateurs de nectar soient principalement des animaux qui ont évolué pour devenir capables de voler, comme les insectes, les oiseaux et les chauves-souris.
En ce qui concerne la production de nectar dans l’environnement méditerranéen par exemple, où la sécheresse estivale est assez fréquente, les fleurs ont tendance à produire de petites quantités de nectar concentré : les abeilles sont ici les pollinisateurs dominants.
La présence d’une récompense dans les fleurs des plantes pollinisées par les animaux (dans ce cas, le nectar) aurait joué un rôle dans l’évolution des plantes dont les fleurs sans récompense ressemblent (ou sentent) à d’autres plantes offrant des récompenses. Ces fleurs sont pollinisées par la tromperie.
D’autre part, de l’autre côté de la barrière, il arrive que le nectar, surtout dans les fleurs les plus ouvertes et les plus accessibles, soit également consommé par des “voleurs de nectar”, qui n’apportent rien à la plante.
Les nectaires
les nectaires sont des glandes présentes dans les fleurs ou sur les tiges de certaines plantes qui sécrètent du nectar. Il en existe différents types, mais ils remplissent fondamentalement la même fonction : récompenser les animaux qui fournissent aux plantes la mobilité qui leur fait défaut.
La présence de nectars dans les parties végétatives et reproductives de la plante symbolise la relation réciproque que les plantes entretiennent avec les animaux.
Dans le passé, on pensait que les nectaires servaient à expulser l’excès de liquide.
Cependant, la fonction première des nectaires est plus écologique que physiologique, car ils sont situés dans des positions où le nectar est utilisé pour interagir très étroitement avec les pollinisateurs. Ce nectar n’est en aucun cas gratuit ; au contraire, il représente un coût énergétique important pour la plante, qui l’offre en échange de bénéfices pour elle-même.
Le sucre contenu dans le nectar provient à la fois de la photosynthèse réalisée par les nectaires eux-mêmes, mais aussi, et même le plus souvent, de la photosynthèse réalisée par d’autres parties de la plante, avec ou sans l’utilisation d’amidon, qui joue dans ce cas le rôle de produit intermédiaire de stockage d’énergie.
Le stockage de l’amidon dans les nectaires est un avantage lorsqu’une production rapide de nectar est requise. Il y a une baisse importante du taux d’amidon dans les nectaires lorsqu’il faut produire les sucres nécessaires à la sécrétion du nectar.
En clair, la dégradation de l’amidon stocké permet de produire de grandes quantités de nectar à tout moment de la journée.
Dans certains cas, les nectaires ne cessent pas de produire du nectar après la chute de la corolle de la fleur, mais continuent leur production avec une concentration plus élevée de sucre, qui est recueilli par les fourmis.
Cet exemple montre que les cellules nectarifères peuvent produire du nectar avec des concentrations différentes selon leur stade de développement et leurs besoins écologiques.
Composition du nectar de fleurs
Eau
La quantité d’eau dans le nectar dépend de l’activité des nectars, de leur prélèvement par les butineuses, et est influencée par l’équilibre avec l’humidité ambiante.
L’eau contenue dans le nectar dépend également beaucoup du microclimat par rapport à la fleur, et peut être largement tributaire de l’évaporation dans les fleurs exposées.
La concentration du nectar détermine sa viscosité et par conséquent son appétence pour les différents pollinisateurs.
L’eau contenue dans le nectar peut également être d’une importance vitale pour les pollinisateurs lorsque cette ressource est rare dans la région.
Glucides
Les principaux glucides contenus dans le nectar de fleurs sont les sucres saccharose, glucose et fructose ; leur concentration totale varie de 7 à 70%.
L’activité de l’invertase dans les nectars détermine la proportion de saccharose par rapport au glucose et au fructose.
D’autres monosaccharides et disaccharides peuvent être présents en plus petites quantités, tout comme des oligosaccharides tels que le stachyose, et des polyols tels que le sorbitol. Cependant, les oligosaccharides sont plus présents dans le miellat que dans le nectar de fleurs.
Parfois, les polysaccharides peuvent donner au nectar une consistance gélatineuse.
Les glucides du nectar proviennent de la sève, des nectaires, de l’amidon stocké ou de la dégénérescence de certaines parties du nectar.
Les sucres contenus dans le nectar sont une source primaire d’énergie pour ses consommateurs, et il existe des corrélations claires entre la teneur en sucre des fleurs et les besoins énergétiques des animaux qui les pollinisent.
Les acides aminés et les protéines dans le nectar des fleurs
Les acides aminés du nectar comprennent un large éventail d’acides aminés essentiels et non essentiels, ainsi que certains acides aminés non protéiques. Les protéines que l’on trouve dans le nectar comprennent des enzymes et des conservateurs.
Ces acides aminés peuvent influencer les préférences gustatives des insectes, mais aussi leur niveau nutritionnel. Ils semblent également favoriser l’homéostasie du nectar.
Ions
Comme pour les protéines, les avantages nutritionnels de ces molécules dépendent de la plante d’origine. Les concentrations élevées de potassium dans le nectar, comme dans le nectar de la fleur d’oignon, ont un effet dissuasif sur les abeilles.
Antioxydants
Les antioxydants que l’on trouve couramment dans le nectar, comme l’acide ascorbique, sont impliqués dans l’homéostasie du nectar.
Lipides dans le nectar de fleurs
Ils sont une grande source d’énergie, mais nous n’en trouvons généralement que des traces dans le nectar. Dans certaines fleurs particulières, cependant, ces huiles sont offertes aux pollinisateurs à la place du nectar.
Terpénoïdes ou isoprénoïdes
Les terpénoïdes volatils sont des composants clés de l’odeur des fleurs et peuvent s’accumuler dans le nectar.
Les composées secondaires du nectar de fleurs
Les composés toxiques tels que les phénols et les alcaloïdes peuvent créer un effet sélectif sur les pollinisateurs, en décourageant certains et en attirant d’autres. Ils sont associés à la résistance des plantes aux herbivores et sont présents dans certains types de nectar.
Les pollinisateurs
Comme je l’ai dit, de nombreux angiospermes sont pollinisés par des insectes, qui sont récompensés par du nectar lors de leurs visites aux fleurs.
Les angiospermes (également appelées magnoliophytes) sont généralement considérées comme les plantes les plus développées, dotées de véritables fleurs et de graines protégées (botanistes, ne me tuez pas pour mon approximation).
De nombreux petits insectes, tels que les mouches, les fourmis et les guêpes parasitoïdes, satisfont leurs besoins en hydrates de carbone grâce à un mélange de nectar et de miellat.
Les fourmis, par exemple, protègent souvent les pucerons de leurs prédateurs naturels en échange de miellat. Le miellat est également une source de nourriture importante pour les abeilles, notamment dans les forêts où le nectar peut être rare ou n’être disponible que pendant de courtes périodes.
Le miellat, ainsi que d’autres liquides sucrés, peuvent remplacer le nectar dans le régime alimentaire des oiseaux nectarivores.
La dynamique de la production de nectar semble avoir évolué de concert avec les besoins des pollinisateurs des plantes. Par exemple, les fleurs pollinisées par des animaux diurnes actifs produisent du nectar et l’exposent pendant la journée.
Les fleurs pollinisées par des animaux nocturnes offrent leur nectar la nuit.
En ce qui concerne la quantité de nectar produite par fleur, de nombreuses études montrent que les fleurs pollinisées par des animaux ayant un besoin énergétique élevé (comme les chauves-souris et les oiseaux) produisent beaucoup plus de nectar contenant plus de sucre que les fleurs pollinisées par des animaux ayant un besoin énergétique moindre (papillons, abeilles et mouches).
Sécrétion, arrêt et réabsorption du nectar
Les schémas temporels de la sécrétion du nectar, son arrêt et sa réabsorption (lorsqu’elle a lieu), définissent la dynamique de la production de nectar. Ce paramètre est généralement lié au comportement de recherche de nourriture des animaux, dont l’activité, associée à des paramètres environnementaux en constante évolution, est responsable de la quantité de nectar que l’on peut trouver dans la fleur à un moment donné.
Des expériences de défoliation sur Impatiens glandulifera (Balsaminaceae) ont montré que seule une petite partie de la sécrétion de nectar de la journée dépend de la photosynthèse qui a lieu ce jour-là, de sorte que le nectar restant est mobilisé à partir de l’amidon stocké.
Certaines rosacées qui fleurissent avant la sortie des feuilles utilisent ces substances stockées pour la production de nectar.
Dans la plupart des cas, les fleurs commencent à sécréter du nectar avant que les pollinisateurs ne commencent leur activité de récolte, et dans certains cas avant même que les fleurs ne s’ouvrent.
La sécrétion de nectar peut être continue tout au long de la vie de la fleur jusqu’à la sénescence ou peut cesser à certains moments.
L’arrêt de la sécrétion de nectar peut se produire à deux moments différents :
Lorsque la quantité maximale pouvant être produite est atteinte.
Pendant les périodes d’inactivité des pollinisateurs.
Dans le premier cas, le prélèvement du nectar par les pollinisateurs peut ou non induire la reprise de la sécrétion.
Par exemple, la sécrétion ne reprend pas après le retrait du nectar chez les espèces pour lesquelles une seule visite des pollinisateurs est suffisante pour maximiser la production de graines.
La sécrétion du nectar se fait en même temps que la réabsorption du nectar, et parfois la réabsorption continue après la fin de la sécrétion.
L’objectif principal de ce mécanisme est de récupérer les ressources investies dans la production de nectar, une opération qui nécessite une quantité considérable d’énergie pour la plante.
Le retrait du nectar des fleurs de spécimens de Blandfordia nobilis (Blandfordiaceae) a augmenté la production nette de nectar mais a réduit la capacité de la plante à produire des graines, ce qui peut entraîner une réduction de la croissance et de la reproduction de la plante au cours de la saison suivante.
La réabsorption du nectar peut également réduire les effets négatifs des visites post-pollinisation, qui peuvent dans certains cas endommager les fleurs déjà pollinisées.
La récupération des ressources est donc un stratagème par lequel les plantes tentent de réutiliser cette source d’hydrates de carbone non collectée par les pollinisateurs.
La formation et la sécrétion du nectar nécessitent beaucoup d’énergie. Southwick (1984) et Pyke (1991) ont quantifié l’énergie nécessaire à la production du nectar et ont montré que plus de 30% du produit quotidien de la photosynthèse est utilisé par les plantes nectarifères pour produire du nectar.
En utilisant du saccharose radiomarqué, Shuel (1961) a montré qu’une partie de l’exsudat du stigmate provient du nectar réabsorbé et que le sucre réabsorbé de l’exsudat du stigmate peut apparaître dans le nectar. Cela suggère qu’il y a un recyclage général des substances dans la fleur.
Les sucres réabsorbés peuvent également être stockés temporairement par la plante sous forme de granules d’amidon.
Chez la luzerne (Medicago sativa), les sucres réabsorbés se trouvent dans les racines et les feuilles.
Conclusion
Cet article n’a pas la prétention d’être exhaustif, mais j’espère qu’il donnera au lecteur quelques pistes de réflexion sur la grande valeur des plantes, non seulement en tant que biens de consommation ou organismes producteurs de nectar, mais aussi en tant qu’éléments constitutifs importants pour la préservation d’équilibres extrêmement délicats, qui se sont organisés au cours des millénaires grâce à des mécanismes complexes et fascinants de co-évolution entre le monde végétal et le monde animal.
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