La plupart des plantes de pichet dévorent les insectes, et l’évolution a façonné les trois parties d’un pichet pour effectuer chacune une tâche précise qui assure la disparition d’un insecte.
Au sommet du pichet se trouve un couvercle appelé opercule. Le couvercle empêche l’eau de pluie qui diluerait autrement les sucs digestifs.
le bord glissant du pichet est connu sous le nom de péristome.,
L’espèce de pichet Nepenthes rajah de Bornéo est assez grande pour noyer un rat
« Il a beaucoup de rainures, et une microstructure qui fait que les insectes ne peuvent pas s’y attacher aussi bien”, explique le Dr Tanya Renner qui a étudié les université d’état de San Diego, début août 2015. Elle est actuellement étudiante post-doctorale à l’Université de L’Arizona.
la jante est très « mouillable », ajoute-t-elle., En d’autres termes, « lorsque l’eau la touche, elle la rend très glissante. »
Une fois qu’un insecte se glisse dans le bassin du pichet, l’intérieur du pichet est extrêmement cireux. ” C’est comme patiner sur une surface de feuille », dit-elle, et les insectes ne peuvent obtenir aucune traction pour ramper.
même les insectes volants s’échappent rarement. Si un insecte ne se noie pas immédiatement, les sucres et les sucs digestifs donnent au liquide un aspect collant qui rend le vol avec des ailes mouillées très difficile.
la formation de la musaraigne
Mais une espèce de plante tropicale, Nepenthes lowii, a tendance à manquer curieusement d’insectes.,
Au Lieu de cela, les pichets de cette plante se remplissent de fèces provenant d’une proie beaucoup plus grande: Tupaia montana, la musaraigne des montagnes.
en 2009, une équipe de scientifiques dirigée par le Dr Jonathan Moran, de L’Université Royal Roads au Canada, s’est rendue dans la forêt nuageuse montagnarde De Malaisie, où pousse N. lowii, pour voir si les plants de pichet avaient développé une relation mutuellement bénéfique avec la musaraigne.
Une plante individuelle de N. lowii possède deux types de pichets: les pichets terrestres le long du sol et les pichets aériens maintenus dans les airs.,
les musaraignes arborescentes se perchent sur le pichet et lèchent le jus sucré de son rebord
en enregistrant ces plantes à distance pendant la journée, l’équipe a confirmé que seuls les pichets terrestres attrapaient des insectes. Des vidéos ont montré que les pichets aériens sont visités par la musaraigne arborescente, qui mange le nectar que la plante produit sur son rebord.
pendant que la musaraigne se nourrit, elle défèque souvent dans le pichet. Les fèces sont très riches en azote et seraient extrêmement utiles à la plante.,
pour déterminer si les plantes étaient capables d’incorporer de l’azote provenant des excréments de musaraignes, les scientifiques ont effectué une analyse isotopique stable sur les feuilles du pichet, une technique qui permet de suivre l’origine d’un élément. L’équipe a conclu que les plantes de N. lowii avec des pichets aériens tirent 57 à 100% de leur azote de ce caca de musaraigne.
Cette étude a révélé le premier mutualisme connu entre une plante carnivore et un mammifère. La découverte a suscité un intérêt scientifique soudain pour les plantes géantes qui mangent de la viande.,
Par exemple, L’espèce de pichet Nepenthes rajah de Bornéo est assez grande pour noyer un rat.
tout comme l’intérieur d’un nouveau-né, chaque pichet nubile commence sa vie complètement libre de microbes
ce qui a suscité des spéculations selon lesquelles certaines plantes ont réellement tué et mangé la chair des mammifères.
en 2011, un groupe différent de scientifiques D’Allemagne et De Malaisie s’est rendu à Bornéo pour surveiller cette plante géante.
comme l’étude précédente, les scientifiques ont filmé des plantes à pichet pour révéler qui les a visitées., Mais au lieu de filmer uniquement les visiteurs nocturnes, ce groupe a partagé son temps d’enregistrement entre le jour et la nuit.
ils ont constaté que, pendant la journée, les musaraignes se perchent sur le pichet et lèchent le jus sucré du rebord du pichet, puis défèquent directement dans celui-ci.
Après le coucher du Soleil, le rat nocturne Rattus baluensis se nourrit de la même manière, échangeant du jus sucré contre des matières fécales riches en azote. La même espèce de plante de pichet forme de multiples symbioses avec les mammifères, séparées seulement par le moment de la journée.
au cours de l’étude de deux mois, un seul mammifère s’est réellement noyé dans une plante à pichet., Les plantes de pichet n’ont probablement pas l’intention de tuer les rongeurs, mais assez effrayant, malgré la présence du cadavre de rat, d’autres animaux cherchaient encore du nectar et utilisaient les toilettes du pichet.
Mais le cadavre de rat aurait pu dissuader une autre créature: les chauves-souris.
la grotte des chauves-souris
quelques scientifiques avaient aperçu des chauves-souris dormant dans des pichets tropicaux au fil des ans.
mais jusqu’à ce que les études sur la musaraigne arborescente soient publiées, la plupart des scientifiques supposaient que les chauves-souris étaient simplement des pigistes, exploitant les pichets comme des motels libres lorsqu’ils n’atteignaient pas leur perchoir permanent au lever du soleil.,
Il a fallu un duo scientifique amoureux des chauves-souris, les doctorants Caroline et Michael Schöner, pour montrer que les chauves-souris sont en fait des clients fidèles et payants.
Les plantes profitent vraiment des chauves-souris
le duo s’est rendu dans les forêts de plaine de Bornéo à la recherche de la plante à pichet Nepenthes hemsleyana. Cette espèce avait été observée hébergeant des chauves-souris laineuses (Kerivoula hardwickii hardwickii), et quelques indices laissaient entendre que les plantes avaient évolué pour attirer les locataires de chauves-souris.
N., hemsleyana est jusqu’à sept fois pire pour attraper des insectes que son cousin proche, N. rafflesiana et N. hemsleyana pichets sont jusqu’à quatre fois plus long, aussi. Cette longueur accrue permettrait à une chauve-souris dégingandée de s’adapter beaucoup plus confortablement.
Une fois que les schöner savaient quels types de lanceurs rechercher, les chauves-souris étaient faciles à trouver. En seulement six semaines, l’équipe a trouvé 32 chauves-souris laineuses différentes se perchant dans des pichets. La chauve-souris laineuse est la seule espèce de chauve-souris qu’ils ont trouvée se perchant dans les pichets.,
Michael et Caroline ont ensuite placé des trackers sur 17 des chauves-souris, pour quantifier combien les chauves-souris utilisent les plantes de pichet comme perchoirs de jour.
ce qu’ils ont trouvé était surprenant: les chauves-souris laineuses utilisent exclusivement des pichets de N. hemsleyana comme perchoirs diurnes. Bien que la forêt recèle de nombreuses autres options de Motel de chauve-souris, telles que des feuilles enroulées ou des arbres creux, à la chauve-souris laineuse, les plantes à pichet sont à la maison.
Les chauves-souris sont aussi de bonnes ménagères. ” L’analyse des isotopes stables a montré que les plantes bénéficient vraiment des chauves-souris », explique Caroline. N., hemsleyana récolte environ un tiers de l’azote dans ses feuilles des excréments de chauves-souris laineuses. L’étude a été publiée dans Biology Letters.
Ce type de mutualisme est très rare.
Lorsque les plantes et les animaux, habituellement collaborer, les plantes fournissent de la nourriture en échange de services. Les plantes peuvent fournir du nectar ou des fruits nutritifs, par exemple, et en retour, les animaux visitent les plantes pour se nourrir, distribuant du pollen ou des graines lorsqu’ils partent.,
avec les plantes à pichet, les rôles sont inversés: la plante reçoit de l’azote nutritif et l’animal reçoit des services tels que la protection contre les prédateurs et les intempéries.
Caroline et Michael Schöner sont supervisés par le Dr Gerald Kerth de L’Université de Greifswald en Allemagne et le Dr T Ulmar Grafe de L’Université de Brunei à Darussalam. Ensemble, le groupe travaille à mieux comprendre ce mutualisme exceptionnel.
L’équipe a lancé une deuxième expérience de surveillance beaucoup plus longue et exploré plus de sites sur le terrain à Bornéo., Cette recherche a révélé que les chauves-souris se perchent aussi parfois chez une deuxième espèce de Nepenthes, N. bicalcarata.
Après qu’une plante détecte un insecte dans son pichet, elle produit des enzymes
Les chauves-souris ont leurs raisons de préférer se percher chez N. hemsleyana, a découvert l’équipe. Les pichets de N. hemsleyana créent un meilleur microclimat pour les chauves-souris, en maintenant une humidité plus stable et plus élevée que les pichets de N. bicaclarata.
« Les chauves-souris ont une énorme membrane alaire”, note Caroline, et c’est à travers cette membrane que les chauves-souris perdent beaucoup de leur eau., Un perchoir de lanceur qui maintient une humidité plus élevée peut être un énorme avantage pour une chauve-souris luttant contre la déshydratation.
Les chauves-souris malsaines peuvent également souffrir d’ectoparasites.
Les chauves-souris qui ne perchaient que chez N. hemsleyana étaient complètement exemptes de parasites, contrairement aux chauves-souris qui passaient du temps chez N. bicalcarata, l’autre espèce de pichet. Contrairement à N. bicalcarata, les pichets de N. hemsleyana ont une zone cireuse glissante sur leur surface interne, ce qui rend difficile la ponte des parasites sur les parois des pichets.
chauves-souris qui préféraient se percher dans N., hemsleyana était en meilleur état général, étant plus gros, plus lourd et exempt de parasites.
alors, pourquoi les chauves-souris s’embêtent-elles avec N. bicalcarata?
Ce perchoir inférieur est tout simplement plus commun et une chauve-souris fatiguée ne peut pas toujours être une chauve-souris difficile.
D’autres facteurs influencent également la prise de décision des chauves-souris, tels que la distance du lanceur par rapport au sol ou l’exposition à la pluie et au soleil et les schöner ont découvert que lorsque cela était possible, les chauves-souris démontraient une loyauté pour se réinstaller dans différents lanceurs de N. hemsleyana.,
La deuxième étude a été publiée dans la revue Oecologia, et d’autres publications suivront bientôt.
guerre chimique
pour digérer les insectes qu’ils piègent, les plantes à pichets doivent être des chimistes talentueux. Ils produisent des protéines appelées enzymes pour décomposer leurs proies d’insectes.
« les Insectes sont comme de petits réservoirs,” explique le Dr Renner.
l’exosquelette en forme d’armure d’un insecte est fabriqué à partir d’une protéine très robuste appelée chitine. La chitine a une structure compliquée immunisée contre la plupart des enzymes générales.,
Une fois qu’une plante détecte un insecte dans son pichet, elle produit d’abord des enzymes appelées chitinases. Seules ces enzymes peuvent couper une faille dans l’armure de chitine de l’insecte.
Une fois l’armure compromise, la plante lance une deuxième vague d’enzymes. Ceux-ci se divisent principalement en trois catégories: les protéases qui décomposent les protéines, les lipases qui réduisent les graisses et les estérases qui attaquent une gamme d’autres composés.
Les enzymes végétales sont très spécifiques, ce qui a conduit le Dr Renner à se demander comment les plantes ont acquis des armes aussi avancées.,
« la majorité d’entre eux ressemblent vraiment à des enzymes que les plantes utilisent pour se défendre”, explique le Dr Renner. « Les plantes non carnivores doivent se protéger contre toutes sortes de choses. »
Les plantes doivent souvent se défendre contre les champignons pathogènes tels que les moisissures. Les champignons possèdent des parois cellulaires robustes avec un ingrédient clé familier: la chitine.
Les champignons et les insectes utilisent la chitine dans leur armure contre les armes chimiques.,
les recherches du Dr Renner, publiées dans la revue Molecular Biology and Evolution, montrent que les premiers ancêtres des plantes à pichet ont coopté des protéines de défense communes qui tuent les champignons, pour être capables de digérer les exosquelettes d’insectes.
une armée microbienne
mais certaines espèces de pichets semblent enrôler des microbes pour fabriquer des enzymes pour eux.
Leonora Bittleston est doctorante à L’Université Harvard aux États-Unis, étudiant à la fois les plantes de pichet Nepenthes à Bornéo et un genre de plante de pichet sans rapport Sarracenia qui pousse dans la forêt de Harvard, Massachusetts.,
tout comme l’intérieur d’un nouveau-né, chaque pichet nubile commence sa vie complètement libre de microbes. Lorsque le pichet s’ouvre, des bactéries résilientes, des champignons, des protozoaires et même des insectes aquatiques dérivent dans le liquide du pichet, gagnant leur vie dans le fluide dangereux.
et tout comme les microbes qui vivent à l’intérieur de l’intestin humain, les petites bestioles à l’intérieur du liquide de pichet aident l’hôte à absorber les nutriments supplémentaires de leur nourriture.
Les Sarracenia pitcher qui poussent dans la forêt de Harvard peuvent compter exclusivement sur des mutualistes microbiens pour digérer leurs proies d’insectes., En bref, ils obtiennent des bactéries pour dissoudre la chair de leurs victimes plutôt que de le faire eux-mêmes.
« Jusqu’à présent, il n’y a aucune preuve que Sarracenia fabrique ses propres chitinases”, explique Leonora. La levure fongique et les bactéries fabriquent des chitinases, cependant, et les recherches de Leonora suggèrent que ce sont les microbes qui ont le plus grand effet sur la santé de Sarracenia.
Leonora est l’une des premières chercheuses à étudier les petites communautés qui s’assemblent à l’intérieur des plantes à pichets., Sa première étude sur les plantes de pichet décrit les méthodes qu’elle a développées pour comparer les communautés à l’intérieur du fluide de pichet, et est publiée dans Austral Ecology.
alors même que les habitats tropicaux sont détruits à un rythme record, les scientifiques et les explorateurs découvrent de nouvelles espèces de plantes de Pichet à Bornéo et aux Philippines.
« surtout dans les zones montagneuses, je pense qu’il y a plusieurs espèces qui ne sont pas encore découvertes, et ce qu’elles font nobody personne ne le sait”, explique Caroline Schöner.