Conflits d'intérêts et rencontres des partenaires du mutualisme : le cas du mutualisme palmier nain / pollinisateur
Institution:
École nationale supérieure agronomique (Montpellier)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Mutualisms are ubiquitous in nature, but according to current theory the conflicts of interest between mutualists should make these interactions unstable. Studies based on game theory have underlined the importance of the process of partner encounter in determining the evolutionary stability of mutualisms. The aim of this study was to understand, using an experimental approach, how the conflicts of interest between partners in a horizontally transmitted mutualism, and the emission of signals facilitating partner encounter in each new generation, interact to affect the evolutionary stability of the mutualism. We studied the mutualism between the paIm Chamaerops humilis and its specifie pollinator Oere/omus chamaeropsis, which reproduces inside the inflorescences of its host plant. Ln this mutualism, female plants are "cheaters"; they kill the eggs of their pollinator, leading to a phenomenon of pollination by deceit, imposing high costs on the pollinator and constituting a potential source of instability for the interaction. Our study of the mode of pollinator attraction by C. Humilis has revealed a unique system, previously unknown in angiosperms. The pollinators are attracted by volatile compounds emitted by leaves, and not by flowers. A preliminary comparative study suggests that this mode of attraction may have evolved more than once in palms, under particular ecological conditions. Furthermore, the chemical signal released shows sexual dimorphism in the total quantities of volatile compounds emitted by plants. This difference leads the pollinator to encounter male plants more frequently and to visit them more often. However, we showed that the chemical composition of the signal was extremely variable among individuals, excluding any possibility of qualitative distinction between signals emitted by male and female plants and preventing the evolution of an active choice behaviour by the pollinator. Our results contradict predictions from theory and show that the inability of a partner to "punish cheaters" can paradoxically stabilise a mutualism. The paradox is partly explained by the fact that the population of a mutualist is not necessarily a homogeneous set of individuals. In this system, the divergence of interests between male and female plants not only conditions the conflict of interests with the third partner (the pollinator), but also determines the evolutionary dynamics of the interaction.
Abstract FR:
Les mutualismes sont omniprésents dans la nature, mais les conflits d'intérêts qui opposent les partenaires peuvent rendre ces interactions instables. Certaines études théoriques issues de la théorie des jeux ont souligné l'importance du processus de la rencontre des partenaires pour la stabilité évolutive des mutualismes. Le but de cette étude était de comprendre, par une approche expérimentale, comment les conflits d'intérêts entre partenaires et l'émission des signaux facilitant leur rencontre à chaque génération agissent sur la stabilité des mutualismes à transmission horizontale. Nous avons étudié le mutualisme entre le palmier Chamaerops humilis et son pollinisateur spécifique Derelomus chamaeropsis, qui se reproduit dans les inflorescences de sa plante hôte. Dans ce mutualisme, les plantes femelles sont « tricheuses» ; elles détruisent les oeufs des pollinisateurs, induisant ainsi un phénomène de pollinisation par tromperie, très coûteux pour le pollinisateur, et qui constitue une source d'instabilité pour l'interaction. L'étude du mode d'attraction des pollinisateurs chez C. Humilis a révélé un système inconnu jusqu'alors chez les angiospermes ; les pollinisateurs sont attirés par des composés volatils émis par les feuilles, et non par les fleurs. Une première étude comparée suggère que ce mode d'attraction pourrait avoir évolué dans des conditions écologiques particulières chez quelques espèces de palmiers. Par ailleurs, le signal olfactif présente un dimorphisme sexuel sur la quantité de composés volatils. Ce dimorphisme conduit les pollinisateurs à rencontrer plus fréquemment le signal émis par les plantes mâles et à les visiter plus souvent. Toutefois, nous avons montré que la composition chimique du signal était extrêmement variable entre individus. Cette variabilité élude toute possibilité de différencier qualitativement les signaux mâles des signaux femelles et empêche l'évolution d'un comportement de choix actif chez le pollinisateur. Notre étude empirique va à l'encontre des prédictions théoriques et montre que l'incapacité d'un partenaire à « punir» les « tricheurs» peut paradoxalement stabiliser un mutualisme. Ceci s'explique en partie par le fait qu'une espèce mutualiste n'est pas forcément un ensemble homogène d'individus. Ici, les divergences d'intérêts entre plantes mâles et femelles non seulement caractérisent les conflits d'intérêts avec le troisième partenaire (le pollinisateur), mais déterminent également la dynamique évolutive de l'interaction.