LA PLANÈTE
La reproduction de la plante
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Exercice 2
Comprendre la coévolution figuier-blastophage
Intérêt du sujet • La pollinisation des figuiers s'avère étonnante du fait de la participation d'un petit insecte, la « guêpe du figuier ». Pour comprendre pourquoi la guêpe est aussi indispensable à la figue que la figue l'est à la guêpe, vous devrez mettre en relation les quatre documents proposés.
Le figuier Ficus carica est un arbre fruitier emblématique de la région méditerranéenne. La pollinisation des figues est assurée par un petit insecte proche des guêpes : Blastophaga psenes.
À l'aide des documents et de vos connaissances, montrez que la pollinisation du figuier résulte d'une coévolution avec le blastophage.
Document 1Les inflorescences des figuiers
Les figues sont des inflorescences regroupant des fleurs mâles au sommet et des fleurs femelles à la base. Elles sont ouvertes sur l'extérieur par un ostiole, ce qui interdit l'anémogamie.
On trouve deux types de figuier dans la nature : les figuiers mâles et les figuiers femelles. Seuls les figuiers femelles donnent des fruits comestibles.
Document 2Les blastophages
Les larves de Blastophaga psenes ne peuvent se développer que dans les fleurs femelles des figuiers en consommant les tissus voisins de l'ovule. Les femelles blastophages pondent en effet leurs œufs dans les fleurs femelles grâce à un ovipositeur dont la longueur correspond à peu près à celle du style des fleurs brévistylées. Seules les femelles sont ailées. Les mâles sont dépourvus d'ailes et, après avoir fécondé les femelles, forent un trou dans la paroi de l'inflorescence pour permettre aux femelles de sortir.
Les femelles sortant des figues sont chargées de pollen ; elles présentent notamment des poches adaptées au transport du pollen sur leur thorax. Lorsque la femelle pénètre dans une figue par l'ostiole, elle perd ses ailes et dépose les grains de pollen sur le stigmate des fleurs. Si la longueur des styles le permet, si les fleurs ne sont pas longistylées, elle pondra ses œufs. Dans tous les cas, elle meurt dans la figue visitée.
Document 3Cycles de vie des figuiers et des blastophages
Document 4Phylogénies comparées de figuiers et de leurs pollinisateurs
L'étude met en correspondance la phylogénie de figuiers (à gauche) avec celle de leurs pollinisateurs (à droite). Les pointillés représentent les relations de pollinisation.
Les clés du sujet
Étape 1. Exploiter les documents
Document 1 : les figuiers mâles ont des fleurs mâles fertiles et des fleurs femelles à style court stériles. Les figuiers femelles ont des fleurs mâles stériles voire non identifiables et des fleurs femelles à style long.
Document 2 : les blastophages se développent et se reproduisent dans les fleurs femelles des figuiers. Seules les femelles sont ailées et peuvent donc voler d'une plante à l'autre, assurant la pollinisation des figuiers. Elles ne peuvent pondre que dans les fleurs brévistylées.
Document 3 : les figuiers mâles produisent deux types de figues : des figues d'hiver où toutes les fleurs sont stériles et des figues de printemps possédant des fleurs mâles fertiles. Les figuiers femelles ne produisent qu'une seule fois des figues d'automne aux fleurs femelles fertiles. Les blastophages n'émergent des figues qu'aux mois de mai et juillet.
Document 4 : à l'exception des genres Sycidium et Sycomorus, chaque genre de figuier n'est pollinisé que par un seul genre, voire une seule espèce d'insecte.
Étape 2. Construire la réponse
Au brouillon, associez les informations extraites des documents en lien avec la question posée. Rédigez la réponse en indiquant vos arguments document par document.
Documents 1 à 3 : les femelles blastophages quittant les figues de printemps en juillet transportent le pollen et assurent la pollinisation des fleurs femelles des figues d'automne, leurs styles longs les empêchant de pondre leurs œufs. Les figuiers mâles, n'ayant que des fleurs brévistylées, permettent le développement des larves de l'insecte.
Document 4 : la phylogénie des figuiers concorde avec la phylogénie des insectes pollinisateurs. La spécificité des relations entre les deux partenaires se traduit par des événements de cospéciation.
Concluez en évoquant la notion de cospéciation.
Le blastophage, un petit insecte, assure la pollinisation du figuier, Ficus carica.
D'après le document 1, les figues sont des inflorescences regroupant des fleurs mâles et des fleurs femelles. Ces inflorescences sont ouvertes au niveau d'un ostiole. Il existe deux types de figuiers : des figuiers mâles possédant des fleurs mâles fertiles au printemps et des fleurs femelles brévistylées stériles ; des figuiers femelles possédant des fleurs mâles stériles voire non identifiables et des fleurs femelles longistylées fertiles.
Blastophaga psenes mesure 2 mm environ (doc. 2). Les femelles ailées peuvent pondre leurs œufs dans les fleurs brévistylées et les larves se développent en consommant les tissus voisins de l'ovule. L'insecte est ainsi dépendant des figuiers mâles pour sa reproduction. Les mâles dépourvus d'ailes fécondent les femelles dans les figues et permettent leur sortie en creusant un trou dans la paroi de l'inflorescence.
D'après le document 3, les insectes femelles qui se sont développés dans les figues d'hiver émergent et pénètrent dans les figues de printemps où elles peuvent pondre, les fleurs femelles étant brévistylées. Après fécondation par les mâles, lors de la sortie de la nouvelle génération de femelles au mois de juillet, celles-ci sont chargées des grains de pollen produits par les fleurs mâles fertiles. Ces femelles possèdent des adaptations anatomiques au transport du pollen telles que des poches sur leur thorax (doc. 2). La très grande majorité de ces femelles va pénétrer dans les figues d'automne des figuiers femelles. Elles vont perdre leurs ailes lors du passage de l'ostiole et ne pourront pas pondre dans les fleurs femelles longistylées (doc. 2). Elles vont en revanche déposer les grains de pollen sur le stigmate des fleurs et ainsi assurer la pollinisation et la formation des graines pour les figuiers. Seuls 5 % des blastophages femelles, à la fin de l'été, vont pénétrer dans une figue d'hiver du figuier mâle et pourront pondre les œufs, assurant ainsi la prochaine génération d'insectes.
La relation entre le figuier et son insecte pollinisateur est donc très étroite. La reproduction sexuée du figuier dépend entièrement du blastophage, l'anémogamie étant impossible (doc. 1). D'un autre côté, le développement des larves de l'insecte dépend entièrement des figuiers mâles et des fleurs brévistylées. Le figuier produit notamment des figues d'hiver uniquement dédiées au développement des blastophages.
Le document 4 présente en vis-à-vis la phylogénie de figuiers et de leurs insectes pollinisateurs. À l'exception des genres Sycidium et Sycomorus, chaque genre de figuier n'est pollinisé que par un seul genre, voire une seule espèce d'insecte. La correspondance des deux phylogénies témoigne d'événements de spéciation conjointe.
La divergence des espèces de figuiers s'accompagne de la divergence des espèces pollinisatrices, ces associations étant étroites et les organismes impliqués étant interdépendants.
La relation entre le figuier Ficus carica et l'insecte pollinisateur Blastophaga psenes est donc indispensable à la survie de ces deux espèces. Ceci témoigne de la coévolution des deux organismes. Cette coévolution se traduit pour les figuiers et leurs insectes pollinisateurs par des cospéciations.