Des études montrent la science derrière les baies bleues de cette plante CU Boulder aujourd’hui

Image de la bannière : image détaillée Lantana strigocamare Serre Ramaley. (Crédit : Patrick Campbell / CU Boulder)

Par une belle journée d’automne 2019, Miranda Sinnott-Armstrong a marché sur Pearl Street à Boulder, Colorado, quand quelque chose a attiré son attention : un petit fruit bleu particulièrement brillant sur un arbuste connu sous le nom de Lantana strigocamare. Alors que ses minuscules grappes de fleurs roses, jaunes et oranges et de baies bleues ornent généralement le centre commercial piétonnier au printemps, les employés de la ville ont arraché ces lanthanes ordinaires pour se préparer à la saison hivernale.

Sinnott-Armstrong, doctorant à CU Boulder en écologie et biologie évolutive, a rapidement demandé s’il pouvait rapporter l’échantillon au laboratoire. Il voulait savoir : qu’est-ce qui rendait ces baies si bleues ?

Les résultats de Sinnott-Armstrong viennent d’être publiés dans la revue Nouveau phytologue. L’étude confirme que Lantana strigocamara est un autre cas documenté où la plante produit des fruits bleus avec des molécules de graisse en couches. Lui et ses co-auteurs ont publié pour la première fois un cas documenté Tinus ViorneEn 2020.

Ces deux plantes sont parmi les six seules plantes au monde à teinter leurs fruits à l’aide d’une astuce lumineuse connue sous le nom de colorant structurel. Mais Sinnott-Armstrong a une idée qu’il y en a plus.

“Nous trouvons littéralement ces choses dans nos arrière-cours et nos rues, les gens n’ont tout simplement pas cherché des plantes structurellement colorées”, a déclaré Miranda Sinnott-Armstrong, auteur principal de la nouvelle étude. “Et pourtant, juste en marchant sur Pearl Street, vous vous dites : « Oh, il y en a un ! »

Le colorant structurel est très courant chez les animaux. C’est ce qui donne aux plumes autrement brunes des paons un vert vif et à de nombreux papillons un bleu vif. Cependant, selon Sinnott-Armstrong, une telle illusion d’optique est beaucoup plus rare chez les plantes.

Pour créer une couleur unique, ces fruits bleus utilisent des structures microscopiques dans leur peau pour manipuler la lumière et refléter les longueurs d’onde que nos yeux perçoivent comme du bleu, lui donnant une finition métallique distinctive. Le colorant pigmenté a l’effet inverse, absorbant les longueurs d’onde visibles de la lumière sélectionnée. Cela signifie que les baies avec une couleur structurelle n’ont pas de couleur en elles-mêmes ; si vous les serrez, ils ne les tacheront pas de bleu.

En fait, si vous épluchez la peau du fruit de Lantana et que vous la tenez vers la lumière, elle aura l’air complètement transparente. Cependant, si vous le placez sur un fond sombre, il redeviendra bleu en raison des nanostructures à la surface responsables de la réflexion des couleurs.


Stacey Smith, co-auteur de la publication et professeur agrégé d'écologie et de biologie évolutive, décolle la peau du fruit de Lantana.
Stacey Smith, co-auteur de la publication et professeur agrégé d'écologie et de biologie évolutive, décolle la peau du fruit de Lantana.

Haut: Lantana strigocamare Serre Ramaley. En bas : Stacey Smith, co-auteure et professeure agrégée d’écologie et de biologie évolutive, décolle la peau du fruit de Lantana. (Patrick Campbell / CU Boulder)

Développement de la couleur

Ce qui est particulièrement unique Lantana strigocamareEn plus de la quantité relativement faible de bleu dans la nature, en particulier dans les fruits, il crée cette couleur structurelle sur votre peau par le biais de molécules lipidiques ou de couches de graisse.

Viburnum tinus est la seule plante connue pour faire la même chose et Lantana et Viorne partagé pour la dernière fois par un ancêtre commun il y a plus de 100 millions d’années. Cela signifie que les deux usines ont développé cette caractéristique commune de manière complètement indépendante l’une de l’autre.

“Cela nous fait chercher d’autres groupes où cela se produit, car nous savons qu’il existe de nombreuses façons de le faire”, a déclaré Stacey Smith, co-auteur et professeur agrégé d’écologie et de biologie évolutive.

Les chercheurs parlent aussi souvent de la raison pour laquelle une telle chose se développerait. La couleur structurelle offre-t-elle un avantage évolutif ?

Certains pensent que la couleur structurelle peut aider à propager les graines. Bien qu’il existe très peu de plantes colorées structurellement connues, elles sont répandues dans le monde entier. Lantana elle-même est envahissante dans de nombreuses régions du monde, en particulier sous les tropiques. Selon les chercheurs, il est possible que la nature métallique brillante du fruit crée un fort contraste avec le feuillage environnant, attirant les animaux pour les manger et disperser les graines.

“Mais être bleu et scintillant seul peut suffire à faire croire à un animal que c’est décoratif”, a déclaré Smith.

Les chercheurs ont noté que de nombreux oiseaux, en particulier en Australie, aiment utiliser des fruits structurellement colorés pour décorer leur arc et attirer des compagnons. Fait intéressant, les gens peuvent contribuer à la propagation de Lantana pour la même raison.

“Le fait qu’ils se soient mis au jardinage suggère que nous sommes sensibles aux mêmes choses que les autres animaux trouvent attirantes pour eux”, a déclaré Smith. “Nous sommes comme, oh, regardez cette chose scintillante et douce. Je devrais la mettre dans mon jardin.”

Alternativement, la couche de graisse épaisse qui crée cette couleur unique est un mécanisme de défense des plantes qui protège contre les agents pathogènes ou améliore l’intégrité structurelle du fruit, a déclaré Sinnott-Armstrong.

La couleur bleue elle-même peut aussi être un indice.

Il a dit que les pigments et les colorants structuraux ne s’excluent pas mutuellement pour les plantes, mais que les plantes peuvent avoir trébuché sur des colorants structuraux pour obtenir une couleur bleue car il n’est pas facile à créer autrement.

Certains chercheurs du laboratoire de Silvia Vignolin à l’Université de Cambridge, qui abrite aujourd’hui Sinnott-Armstrong, travaillent maintenant à fabriquer des colorants colorés, des tissus et plus encore à partir de colorants structuraux pour mieux comprendre l’assemblage des nanocristaux de cellulose dans les fruits colorés.

Les chercheurs espèrent en savoir plus sur les moteurs évolutifs possibles de ce mécanisme à mesure que des fruits plus colorés structurellement sont découverts.

“Ils sont là-bas”, a déclaré Sinnott-Armstrong. “Nous ne les avons pas encore tous vus.”

Les co-auteurs de cette publication sont : Yu Ogawa, Université de Grenoble Alpes ; Gea Theodora van de Kerkhof, Université de Cambridge; et Silvia Vignolini, Université de Cambridge.

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