L'impasse évolutive comme modèle de réussite
Le coco-de-mer ou palmier des Seychelles produit les graines les plus grandes et les plus lourdes de tout le règne végétal. Des écologistes réunis autour du professeur de l'ETH Peter Edwards expliquent pourquoi cette plante fournit un tel effort malgré la pauvreté en nutriments.
Le palmier des Seychelles, connu sous le nom de coco-de-mer, est entouré de mythes, dus principalement à la forme singulière de ses graines. Mais d'un point de vue plus scientifique, les fruits du palmier des Seychelles sont également très particuliers : ils peuvent peser jusqu'à 18 kilos et atteindre un diamètre d'un demi-mètre. Ils sont ainsi les plus grosses graines végétales du monde.
Pour les chercheurs, la taille du fruit est d'autant plus surprenante qu'il s'agit d'une impasse évolutive pour le palmier : des graines aussi lourdes compliquent considérablement la propagation de la plante. Les noix de coco m?res ne font que tomber au sol et y rester. Le palmier des Seychelles pousse également sur des sols extrêmement pauvres en substances nutritives. Les fruits géants sonnent donc comme un gaspillage et une contradiction pour laquelle les scientifiques réunis autour de Peter Edwards, professeur émérite d'écologie végétale à l'ETH, présentent désormais de nouvelles explications.
Feuilles comme entonnoir avec gouttière
Ainsi, le palmier a développé plusieurs mécanismes étonnants pour optimiser l'approvisionnement en nutriments pour lui-même et sa progéniture, ce qui lui permet de produire des graines aussi grosses. Il est ainsi probablement la seule espèce végétale à pratiquer des "soins de reproduction" afin d'augmenter les chances de survie de sa progéniture.
Pour ce soin de la couvée, le palmier a évolué un système parfait d'entonnoirs et de "gouttières" afin de détourner de manière ciblée les nutriments et l'eau et d'approvisionner sa propre progéniture (et lui-même). Les feuilles agissent ainsi comme un entonnoir qui capte efficacement l'eau de pluie. Enfin, les pétioles des feuilles évacuent l'eau de manière ciblée vers la base du tronc.
Peter Edwards, Christopher Kaiser-Bunbury de l'Université technique de Darmstadt et Frauke Fleischer-Dogley de la Seychelles Islands Foundation montrent qu'avec l'eau, les excréments d'animaux riches en nutriments, le pollen, ainsi que les parties de plantes mortes qui se trouvent sur les feuilles de palmier, sont également amenés au pied du tronc. Cela fertilise le sol avec du phosphate et du nitrate. Les analyses de sol effectuées par les chercheurs ont confirmé que la teneur en phosphore et en azote était 50 pour cent plus élevée à 20 centimètres du tronc qu'à deux mètres de distance.
Mais Coco-de-mer a également optimisé l'utilisation des substances nutritives. Les trois chercheurs ont constaté que les feuilles et le tronc ne contiennent que très peu d'azote et de phosphore. "Si ces deux nutriments sont si faibles dans ces parties de la plante, c'est parce que le palmier ne dispose que de très peu de nutriments provenant de l'environnement, d'une part, et qu'il a évolué de manière à investir toutes les ressources disponibles dans les fleurs, les inflorescences et les fruits, d'autre part", explique Christopher Kaiser-Bunbury.
Avantage de ne pas tomber loin de la souche
Si l'utilisation efficace des nutriments et le système d'enrichissement sophistiqué du palmier des Seychelles expliquent comment la plante peut se permettre de produire des graines surdimensionnées, ils n'expliquent pas le sens évolutif qui se cache derrière. "Pour cela, nous devons remonter plus loin dans l'histoire de l'évolution", souligne Edwards, qui figure comme premier auteur d'une étude qui vient de para?tre dans New Phytologist.
La première forme du palmier des Seychelles, qui remonte à des ancêtres africains, dépendait très probablement des animaux pour la dissémination de ses graines. Avec la séparation des Seychelles de l'Inde, il y a environ 65 millions d'années, le palmier a été isolé du continent et donc de ses diffuseurs animaux. Les graines, déjà grandes à l'époque, tombaient dès lors sur le sol près de l'arbre parent. Par la suite, les plantules ont d? s'adapter, entre autres, à la croissance à l'ombre de la couronne de l'arbre parental.
Cette adaptation, ainsi que les réserves de nutriments offertes par la noix de coco qui n'a cessé de s'agrandir au cours de l'évolution, ont avantagé le palmier par rapport à d'autres plantes qu'il a supplantées au fil du temps. C'est ainsi que le palmier des Seychelles est devenu l'espèce dominante qui caractérise les forêts.
Une concurrence entre pairs
Cependant, les chercheurs interprètent également la taille des graines comme une réponse du palmier à la concurrence entre les plantules de sa propre espèce. En règle générale, la plupart des espèces végétales produisent des graines mobiles qui peuvent voler, nager ou être transportées par des animaux, de sorte que les plantules ne sont pas en concurrence avec leurs parents pour la lumière, les nutriments et l'eau. Cependant, les fruits du coco-de-mer sont trop gros et trop lourds pour être mobiles. C'est pourquoi un jeune palmier ne se bat pas seulement avec l'arbre parent pour les ressources limitées, mais aussi et surtout avec ses "cousins".
Par conséquent, plus les graines sont grosses, plus la réserve de nutriments dont dispose une plantule pour grandir est importante. Les congénères dont les réserves sont plus faibles ne s'imposent pas et dépérissent. "La compétition pour la transmission de ses propres gènes au sein de l'espèce a favorisé la course vers des graines toujours plus grosses", conclut l'écologiste végétal Edwards.
Le palmier des Seychelles semble suivre un modèle d'évolution que l'on retrouve chez d'autres espèces qui prospèrent sur des ?les isolées : lorsque des plantes colonisent des ?les isolées, elles développent au fil du temps de grandes graines. De plus, les espèces insulaires ont généralement des graines plus grosses que leurs cousines continentales.
Coco-de-mer
Le palmier des Seychelles ou coco-de-mer (Lodoicea maldivica) ne se trouve que tout juste sur les deux ?les seychelloises de Praslin et Curieuse. Elle peut atteindre 15 à 20 mètres de haut. Il s'agit généralement de vieux spécimens m?les. Ce n'est que lorsque les feuilles ont accès à la canopée, c'est-à-dire à une hauteur de tronc de six à huit mètres, que les palmiers des Seychelles commencent à fleurir et à produire des fruits. Ceux-ci mettent jusqu'à sept ans pour cro?tre et m?rir. De plus, la plupart des palmiers ne produisent pas plus de dix noix à la fois. Le coco-de-mer est dio?que : les fleurs m?les et femelles se trouvent sur des individus différents. La recherche ne sait toutefois pas encore exactement comment se déroule la pollinisation. Il est possible que des lézards vivant dans les palmiers transportent le pollen sur les fleurs femelles. Le palmier des Seychelles est menacé, notamment à cause du commerce des noix de coco. De ce fait, les populations ne peuvent pas se régénérer suffisamment.
Référence bibliographique
Edwards PJ, Fleischer-Dogley F, Kaiser-Bunbury CN. The nutrient economy of Lodoicea maldivica, a monodominant palm producing the world's largest seed. New Phytologist, 23 janvier 2015, doi : page externe10.1111/nph.13272