Les interactions entre les plantes et les animaux

Les interactions entre les plantes et les
animaux
Introduction
But ultime de tout individu : produire un maximum de descendants de la meilleure qualité possible.
Notion de fitness.
Pour produire des descendants, il faut acquérir de l’énergie (autotrophes vs hétérotrophes)
Les organismes qui donnent un accès facile à cette énergie seront pénalisés car cette énergie va être
prélevée par d’autres organismes. Cependant, parfois, dans le cas du mutualisme, les deux
organismes sont gagnants (bénéfice en terme de reproduction à travers la pollinisation  les
espèces végétales dépensent de l’énergie à créer des fleurs de couleurs vives mais le bénéfice est
net).
Adaptation : changement morphologique, anatomique, physiologique, comportemental ou
écologique d’une espèce qui lui permet de répondre plus efficacement à une situation.
Co-adaptation : changements réciproques de deux espèces qui interagissent (interactions
antagonistes ou mutualistes).
On parle de mutualisme lorsque les interactions entre deux espèces aboutissent à une amélioration
de leur fitness respective.
Co-évolution : changements évolutifs réciproques qui apparaissent chez deux espèces qui sont en
étroite interaction et qui évoluent parallèlement.
Les pressions de sélection d’une espèce sur l’autre sont réciproques : chaque espèce va évoluer en
réponse aux pressions imposées par l’autre espèce.
Co-évolution phytophage/ plantes : (schéma de Raven)

 Relâchement des pressions de sélection face à l’herbivorie  diversification de la plante.
 Compétition interspécifique entre phytophages moins fortes  une seule espèce se
spécialise dans la consommation de cette plante.
Interactions à composante négative
Course évolutive antagoniste : les plantes luttent pour ne pas être mangées et les herbivores
s’adaptent aux adaptations de ces plantes.
Bombyx : chenille très vorace fréquente dans le sud de la France. Pour lutter contre ces pressions, les
plantes utilisent :
 Des défenses chimiques (toxines, répulsifs, antiappétants…)
 Des défenses physiques (épines, piquants, cires, …)
Défenses physiques : Acacia pour se défendre contre les girafes.
La langue de la girafe est très longue (55cm) et coriace qui va lui permettre de se faufiler entre les
épines pour consommer les jeunes feuilles. Elle ne possède pas d’incisives pour ramener les feuilles
sur le palais. Elle a de longs poils sensitifs au niveau des lèvres pour sentir la présence d’épines.
Les Acacias abritent également des fourmis dont les morsures sont plus douloureuses que celles des
guêpes.
Trichomes : soies piquantes qui parfois sécrètent des substances collantes  empêche le
déplacement des herbivores à la surface des feuilles (acariens …)
Exemples des plantes et insectes phytophages : pucerons, doriphores, punaises …
 500 000 espèces phytophages / 300 000 espèces de plantes
Défenses chimiques : composés secondaires > 1000
Composés (métabolites) secondaires = pas de relation directe avec le fonctionnement de base de la
plante. Répartition limitée (dans une plante ou entre les plantes).
Composés (métabolites) primaires = molécules existant dans toutes les cellules et nécessaires à la vie
de la plante
Ex : sucres simples, acides aminés, acides nucléiques
Les composés secondaires ont longtemps été considérés comme des produits résiduels du
métabolisme primaire.

Trois groupes majeurs de composés secondaires :
 Composés phénoliques
 Alcaloïdes
 Terpènoïdes
Composés phénoliques (ex : flavonoides, tannins, lignine, acide salicylique coumarines) N> 8000
 Antiappétents pour beaucoup d’insectes
 Inactivent les enzymes digestives et réduisent la digestibilité de la nourriture
 Parfois toxiques
Alcaloïdes (ex : nicotine, caféine, morphine, cocaïne) N> 10 000 :
 Sont des composés azotés, au goût amer, plus ou moins toxiques
 Sont utilisés comme drogues ou médicaments
Terpènoïdes (ex : menthol, camphre, cannabinoïdes, caoutchouc, glycosides cardiotoniques) N>
22 000
 Sont très souvent toxiques
 Contribuent à certains parfums ou goûts (ex : poivre, clu de girofle, gingembre)
Composés secondaires et spécialisation des phytophages (Ombellifères et coumarines)
Les adaptations des insectes spécialistes :
Papillion Heliconius détoxifiant les composés toxiques des passiflores. Les passiflores produisent des
composés secondaires toxiques particulièrement dans les jeunes pousses.
Les papillons dégradent ces composés grâce à des enzymes digestives.

Les Ombellifères sont encore plus toxiques lorsqu’elles sont exposées au soleil (UV modifie la
composition des coumarines): certains Lépidoptères enroulent les feuilles d’Ombellifères afin de
diminuer la toxicité des coumarines.
Certains coléoptères longicornes consomment les Asclépiadacées qui sécrètent des alcaloides et
concentrent les alcaloides dans leurs tissus se retrouvant ainsi protégés contre leurs prédateurs
grâce à des couleurs d’avertissement
Cette stratégie va se concentrer sur l’apprentissage des prédateurs sur les couleurs toxiques.
Le papillon monarque (Danaus plexippus) stocke des glycosides.
Les chenilles se nourrissent de plantes toxiques contenant des glycosides et arbore des couleurs
d’avertissement (les glycosides sont très amères)
Mimétisme batésien (faire semblant d’être toxique)

Cette stratégie ne marche que si les imitateurs sont moins nombreux que les originaux.
Les pressions de sélection s’exercent : certains oiseaux savent dissocier ces deux papillons. Du coup,
le vice roi ressemble de plus en plus au monarque.
Exemple de course évolutive :
Les différents types de défense des plantes :
 Défenses constitutives (toujours présentes)
Chêne (Quercus robur) : vit pendant de nombreuses années au même endroit, exposé à une très
large gamme de phytophages
Vie longue  défenses quantitatives (cellulose lignifiée + tanins ; phénols réducteurs de digestibilité)
 chez plantes ligneuses
Brassicacées sauvages
Vie courte  défenses qualitatives (glucosinolates  toxiques pour la plupart des herbivores sauf les
spécialistes). Utilisation également de coumarines  chez plantes herbacées