Biologie | Environnement
Talisa Antea Ornati, 2001 | Bienne, BE
Ce travail de maturité est une étude interdisciplinaire sur Pulmonaria helvetica, une plante endémique de Suisse «potentiellement menacée». Le projet se présente en deux parties: la première est une recherche artistique, pendant laquelle j’ai créé trois planches botaniques illustrant la plante, et la seconde une recherche quantitative, afin d’étudier son système de reproduction. L’illustration scientifique permet de communiquer le savoir, souvent plus efficace que des photos et des mots. Les dessins créés de P. helvetica sont utiles au public afin de faciliter son identification, car elle est morphologiquement similaire à ses proches parentes (P. mollis et P. officinalis), et de l’informer de la responsabilité suisse pour sa sauvegarde. Les images sont aussi utiles aux chercheurs qui s’engagent pour la défense de l’espèce. Le travail quantitatif confirme l’hétéro-stylie, un mode de reproduction peu fréquent, et qui suggère une adaptation des mesures de conservation de la part de la Confédération. Dans ce texte il n’est pas possible de montrer le processus et les résultats visuels qui intègrent et complètent le travail scientifique.
Problématique
Pulmonaria helvetica est une plante endémique de Suisse. L’endémisme de cette plante en définit sa présence naturelle et exclusive à une région géographique, dans ce cas la Suisse romande. Cet isolement la rend vulnérable si des efforts de conservation particuliers ne sont pas établis. Elle présente le statut de «potentiellement menacée» selon la Liste rouge. De plus, il est malaisé pour les non-spécialistes de distinguer morphologiquement P. helvetica de ses proches parentes (P. mollis et P. officinalis). Malgré l’attention croissante des scientifiques pour cette espèce, son mode de reproduction n’est pas connu, un aspect fondamental pour sa sauvegarde. Durant la visite d’une population, on a remarqué sa nature hétéro-style (notamment distyle), une particularité dans son mode de reproduction. Ce polymorphisme floral signifie que l’espèce produit deux types de fleurs : des L-morphes, avec le pistil placé au-dessus des étamines et des S-morphes, avec une disposition inverse. La fonction évolutive est de faciliter un dépôt précis du pollen sur les pollinisateurs et d’empêcher une autofécondation. Souvent, ce système d’incompatibilité morphologique est renforcé par une incompatibilité génétique. Mon but était d’analyser le syndrome de la distylie chez P. helvetica; ainsi je me suis demandé : (I) quelle est la fréquence des deux morphes floraux dans des populations naturelles ? (II) Comment les deux morphes diffèrent dans l’arrangement des étamines et pistils.
Méthodologie
L’étude a été effectuée dans le canton Vaud. Les expéditions sur le terrain ont eu lieu pendant la période de floraison de P. helvetica, entre mars et mai 2019. Le prélèvement des échantillons a été fait à la main dans 4 populations. Pour chacune, la fréquence relative des morphes floraux a été notée sur un minimum de 75 individus choisis aléatoirement le long des transects. Les mesures florales ont été effectuées sur 2 populations, dans 25 fleurs de chaque morphe, grâce à une loupe binoculaire et du papier millimétré.
Résultats
Les deux morphes floraux étaient présents dans toutes les populations et le ratio ne déviait pas significativement de 1:1. Seule une population avait une différence importante en faveur des L-morphes. Les mesures florales montrent une disposition réciproque des étamines et des pistils dans les deux types de fleur, typique de la distylie.
Discussion
Les deux morphes étaient présents dans toutes les populations. La fréquence proche à 50/50 suggère que l’hététrostylie est une base génétique chez P. helvetica. Pour la seule population différente, le biais en faveur des L-morphes devrait être mieux analysé avec un transect plus précis. Puisque les étamines et les pistils se plaçaient réciproquement, on peut confirmer la distylie.
Conclusions
L’évaluation quantitative montre que P. helvetica est hétérostyle et présente des morphes floraux à disposition réciproque (distylie). Ces conclusions suggèrent une adaptation des stratégies de conservation de ce taxon: si des mesures de conservation doivent être prises, il faut tenir compte de la nécessité de P. helvetica d’effectuer la fécondation croisée avec son morphe complémentaire et d’assurer une répartition égale des deux morphes dans les populations à conserver. Pour renforcer ces suggestions, des études complémentaires doivent être réalisées.
Appréciation de l’expert
Dr. François Felber
La pulmonaire helvétique ne pousse qu’en Suisse et notre pays a une grande responsabilité pour sa sauvegarde. Ce travail comprend deux approches. L’étude de populations naturelles démontre un dimorphisme floral au sein de chaque population, qui correspond à la distylie, un système de reproduction qui favorise la fécondation croisée. En outre, un riche travail d’illustration scientifique soutient le discours biologique. Ce travail scientifique et artistique combine les approches de terrain, les analyses en laboratoire et la recherche graphique. Il constitue un ensemble original et cohérent.
Mention:
excellent
Prix spécial Weizmann Institut of Science – International Summer Science Institute (ISSI)
Gymnase de la Cité, Lausanne
Enseignant: Dr. Jonathan Kissling