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L'agave mexicaine et la chauve souris : une danse de l'évolution

Agave desmettiana and bats. Par Marlon Machado. Sous licence Creative Commons. En regardant de près, on peut apercevoir la langue de la chauve-souris qui rentre dans la fleur.

Imaginez vous mourir d’épuisement sexuel. Non, ce ne fut pas l’apothéose tragique -et probablement agréable- d’une nuit folle. Vous vous y êtes préparé votre vie entière, à grandir, à accumuler des nutriments, à attendre l’année où tout serait parfait et où vous pourriez placarder une annonce bien visible, jusqu’à dix mètres de haut, qui dit “Hé ! Toi ! Viens là, je suis prêt.” C’est la vie des agaves -un genre de plante à feuilles charnues qui ressemble à un aloès- qui, après avoir vécu plusieurs années, produisent une tige de plusieurs fois leur taille, afin que les entremetteuses chauves-souris puissent visiter leurs fleurs, au sommet de la tige, et les polliniser. Les chauves-souris reçoivent elles aussi un bénéfice ; les fleurs des agaves renferment un oasis au milieu du désert : leur nectar et leur pollen.

Les histoires des chauves-souris et des agaves sont entremêlées. Ils sont mutuellement dépendants, les uns pour la reproduction, les autres pour la nourriture. Mais ce n’est pas n’importe quel pollinisateur et n’importe quelle nourriture. Les chauves-souris sont capables de parcourir de grandes distances et de visiter un grand nombre de plantes chaque nuit, tout en transportant une grande quantité de pollen, ce qui rend la pollinisation très efficace. Le nectar et le pollen des agaves contient de nombreuses protéines fournissant les acides aminés essentiels, ce qui permet aux chauves-souris de se nourrir exclusivement à cette source.

Mais ce précieux nectar n’est pas le trésor exclusif des chauves-souris. Pour certaines espèces d’agave, celles qui n’ont pas de ramifications dans leurs fleurs, on pensait jusqu’il y a peu que les principaux pollinisateurs étaient des visiteurs diurnes -tels que les colibris et les insectes-, et pas les mammifères volants.

Alors qu’ils étudiaient les agaves dans l’État de Hidalgo, au Mexique, le chercheur Luis Eguiarte de l’Instituto de Ecología de l’université nationale autonome du Mexique et son équipe se sont demandé qui pollinisait ce type d’agave et à quelle fréquence. Roberto Trejo, un de ses étudiants, nous raconte : “nous avons filmé les fleurs pendant 24 heures d’affilée et nous avons compté combien de visiteurs diurnes et nocturnes arrivaient. Nous savions déjà, d’après des études précédentes, que le pic de production de nectar intervenait durant la nuit. Ce décompte nous a permis de prouver que les chauves-souris étaient bien les principales pollinisatrices de ces agaves”. Ce qu’Eguiarte et son équipe ont trouvé ne signifie pas seulement que les chauves-souris nectarivores -qui regroupent plus de 30 espèces- sont les principales pollinisatrices des agaves ; c’est aussi un indice sur la relation particulière qu’entretiennent les mammifères volants et les plantes.

Il existe d’autres indices qui nous mettent sur la même piste, par exemple des adaptations qui ont permis aux chauves-souris nectarivores de tirer le meilleur parti de leur relation avec les agaves. Roberto nous les décrit de la manière suivante : “Il y a deux sortes de chauves-souris nectarivores : celles qui ont sur la langue des papilles en forme de rainure qui leur permettent de faire remonter le nectar par capillarité” -ce sont les seuls animaux qui possèdent ce genre de langue- “et celles qui utilisent leur langue en la repliant et par succion parviennent à consommer le nectar”.

Les agaves sont des plantes aux feuilles charnues, qui sont utilisées pour obtenir des fibres, de l’hydromel à fermenter pour la production de pulque, ou pour l’élaboration de tequila et de mezcal. De gauche à droite et de haut en bas : Agave tequilana ou azul -bleu- est utilisé pour fabriquer de la tequila ; A. americana ou manguey, le premier à atteindre l’Europe ; A. americana var. oaxaquensis ou teometl est un des agaves utilisé pour fabriquer du mezcal ; A. angustifolia, ancêtre de l’agave azul ; A. karwinskii ou madrecuixe, représentant d’une des zones les plus arides au sud du Mexique ; A. durangensis ou cenizo est utilisé pour fabriquer du pulque et du mezcal ; A. lophanta ou lechugilla a l’hydromel au taux de sucre le plus élevé ; A. cupreata ou papalometl, le mezcal produit à partir de cet agave a un parfum doux et fort ; A. potatorum ou tobalá est très apprécié dans la région d’Oaxaca pour la saveur riche des mezcals produits à partir de cet agave. Ceci représente seulement un petit panel des nombreuses espèces d’agaves qui existent. Les images et les informations proviennent de CONABIO.

Le tic-tac de l’évolution

Pour connaître toute la particularité de la relation entre les agaves et les chauves-souris, l’équipe du Dr. Eguiarte a dû se plonger dans l’histoire de l’évolution des deux espèces. Ils savaient que les agaves forment un genre comprenant 208 espèces ; ce qui représente une grande diversité, et correspond à 72% des espèces de cette famille. Il y a deux manières d’expliquer ces chiffres : soit les agaves sont un genre très ancien, ce qui a laissé du temps pour ajouter une espèce après l’autre pendant des millions d’années, soit c’est un genre récent dont toutes les espèces ont surgi à peu près à la même époque.

Afin de résoudre cette énigme, l’équipe de recherche s’est intéressée à l’ADN de différentes espèces d’agave. Mais l’ADN peut être lu de bien des manières : ce n’est pas seulement une collection de gènes qui encodent des protéines, on peut aussi le lire comme une horloge. Les mutations qui apparaissent à des endroits variés du génome arrivent avec une régularité presque constante, chaque nouvelle mutation faisant avancer les aiguilles de quelques milliers ou millions d’années, en fonction de l’organisme et de la séquence à analyser. Il suffit donc de bien calibrer l’horloge, de sorte qu’en comptant les mutations, on compte aussi le temps.

Après avoir effectué ses analyses, l’équipe de Luis Eguiarte a trouvé que l’horloge de l’agave a commencé à tourner il y a à peine plus de douze millions d’années, ce qui peut sembler beaucoup mais qui, lorsqu’on parle de formation de nouvelles espèces, est très court. Les agaves sont un genre récent et, lorsqu’il est apparu, il a rapidement évolué en un grand nombre d’espèces distinctes. Les scientifiques qui étudient l’évolution appellent ce phénomène -beaucoup de nouvelles espèces en un court laps de temps- une radiation évolutive, et c’est un signe révélateur d’une chose : les agaves ont trouvé une niche et, sans concurrence, ont été libres de tester de nombreuses manières de l’utiliser à leur avantage, générant au passage de nombreuses espèces.

Deux agaves avec leurs fleurs. Photo de gauche par Jeroen. Photo de droite par Jason Corneveaux. Les deux sont sous licence Creative Commons.

Quelle était donc cette précieuse niche ? Avait-elle quelque chose à voir avec les chauves-souris ? Il était désormais temps de se plonger dans l’histoire évolutive des chauves-souris nectarivores. Sans compter autant d’espèces que les agaves, ces chauves-souris présentent aussi un nombre impressionnant de variations. Après avoir appliqué la même méthode d’analyse d’horlogerie à l’ADN des chauves-souris, le Dr. Eguiarte et son équipe ont été en mesure d’affirmer que l’horloge génétique des chauves-souris nectarivores s’est déclenchée il y a environ 12,3 millions d’années, soit à peu près à la même époque que pour les agaves. Et ce fut aussi une radiation évolutive. Ainsi les deux histoires évolutives sont le miroir l’une de l’autre.

Les chauves-souris ont donc trouvé une nouvelle niche dans laquelle elles ont pu prospérer au même moment que les agaves. Quelles étaient les niches qui permirent à ces espèces de développer une telle variabilité ? Tout simplement leur rencontre. Les agaves ont trouvé en les chauves-souris de nouveaux pollinisateurs et les chauves-souris ont trouvé en les agaves une nouvelle source de nourriture.

Mon plus grand avantage, c’est toi

Comment fut-ce possible ? L’ancêtre des agaves était pollinisé par des insectes. Il y avait donc généralement des insectes qui volaient autour de ces plantes. L’ancêtre des chauves-souris nectarivores mangeait des insectes. Vous commencez à deviner où cela nous mène ? Les chauves-souris ancestrales commencèrent à visiter les agaves ancestraux pour manger les insectes qui tournaient autour, s’approchant de plus en plus près des fleurs. Jusqu’à ce qu’elles commencent à goûter au nectar également. Mais pas au nectar d’une seule plante : elles parcouraient beaucoup de plantes chaque nuit, transportant du pollen avec elles et devenant ainsi un pollinisateur.

Les chauves-souris étaient capables de transporter bien plus de pollen que les insectes et de l’emporter plus loin. Les plantes qui pouvaient attirer plus de chauves-souris que d’insectes acquéraient donc un avantage. Comment séduire les chauves-souris ? Les ancêtres des agaves essayèrent différentes variations qui furent ensuite sélectionnées par les chauves-souris. Les fleurs prirent une odeur davantage musquée, se formèrent plus haut au dessus du sol -pour que les chauves-souris n’aient pas à plonger vers elles en vol-, et parvinrent à produire un nectar assez riche pour que les chauves-souris cessent de manger des insectes.

Et c’est ainsi que les chauves-souris en vinrent à visiter de plus en plus souvent les fleurs et de plus en plus de fleurs. Cela peut sembler bien facile, mais pour les agaves ce fut au prix d’un énorme effort. Reparlons de l’épuisement sexuel : pour une agave, il ne suffit pas de faire croître une tige de plusieurs mètres de haut, il faut aussi produire des fleurs contenant un nectar censé être l’unique source d’énergie d’un mammifère volant. Les agaves consacrent tant de ressources à faire pousser ce signal et à attirer le plus de chauves-souris possible pour assurer leur reproduction qu’ils en meurent après coup.

L’histoire des chauves-souris pollinisatrices commence à la même époque que celle des agaves, et les deux espèces ont été dépendantes l'une de l'autre durant des millions d'années. Si nous perdions l'une, nous perdrions très probablement l'autre. La population des chauves-souris est en chute à cause de la disparition de son habitat, et l’industrie en pleine croissance du mezcal a aussi beaucoup impacté la population des agaves. Si nous ne sommes pas suffisamment prudents, nous risquons de voir disparaître ces deux espèces dont l’histoire semble montrer qu’elles ne peuvent pas vivre séparément. Le travail de Luis Eguiarte et d’autres chercheurs au Mexique joue un rôle important dans notre compréhension de ces deux êtres vivants et nous apporte l’information nécessaire pour les protéger le mieux possible.

Chauve-souris pollinisatrice. Photo par Ami Pate, National Park Service

Références