Comment les renoncules obtiennent leur éclat jaune.

Si vous avez déjà joué au jeu de votre enfance consistant à tenir un bouton d’or sous votre menton pour voir si vous aimez le beurre, vous vous êtes peut-être demandé pourquoi les petites fleurs joyeuses sont le seul type qui fournit la réflexion requise sur votre peau.

Une nouvelle étude révèle la réponse : les renoncules sont uniques parmi les fleurs. Leur brillance jaune vif résulte d’une combinaison unique de pigments et de structures anatomiques qui créent un film mince optique. Ces films reflètent la lumière un peu comme un éclat d’huile sur une flaque d’eau de parking, a déclaré le responsable de l’étude Casper J. van der Kooi, qui étudie la biologie de la reproduction des plantes et des animaux à l’Université de Lausanne en Suisse.

« Les films minces pigmentés n’ont jamais été trouvés dans les fleurs auparavant », a déclaré van der Kooi.

Structure étrange

Il existe environ 500 espèces de renoncules (le nom du genre est Renoncule) trouvé partout dans le monde, a déclaré van der Kooi. Leur brillance fascine les chercheurs depuis plus de 100 ans, a-t-il déclaré ; en préparant la nouvelle étude, van der Kooi a trouvé des articles datant de 1900 sur le fonctionnement de la couleur renoncule.

« Je travaille sur la couleur des fleurs depuis quelques années maintenant, et ce que vous voyez dans la majorité des espèces végétales, c’est qu’elles ont des fleurs qui ont une réflexion diffuse, donc la réflexion est assez indépendante de l’angle. Vous voyez un bleu ou fleur jaune sous tous les angles », a déclaré van der Kooi, citant des recherches antérieures que lui et ses collègues ont menées. « Le bouton d’or est une exception claire à cette règle car il a un reflet semblable à un miroir. »

Pour étudier cette anomalie florale, van der Kooi et ses collègues ont analysé les renoncules des prairies autour de Groningue aux Pays-Bas. Ils ont utilisé la photographie et la microscopie électronique à balayage pour examiner l’anatomie des pétales.

Ce qu’ils ont trouvé était une fleur avec une structure jamais vue auparavant. La couche supérieure du pétale de la renoncule, la couche épidermique, est ultra lisse et contient des pigments qui absorbent la lumière bleue (laissant la lumière jaune à plus longue longueur d’onde se refléter vers l’œil). La couche épidermique n’est qu’une seule cellule d’épaisseur, et elle est légèrement ancrée à une couche d’amidon en dessous, ont déclaré les chercheurs. Entre la couche épidermique et l’amidon se trouvent des poches d’air, ont-ils ajouté.

Un éclat brillant

L’interférence entre l’épiderme unicellulaire lisse et la couche aérée en dessous est ce qui crée l’effet de film mince, a déclaré van der Kooi. Les longueurs d’onde se déplaçant à travers les différentes couches interagissent de manière à créer un effet brillant semblable à un miroir. Les nappes de pétrole et les bulles de savon tirent leur éclat du même mécanisme, a déclaré van der Kooi.

Mais les renoncules utilisent également des pigments à bon escient, selon van der Kooi. La lumière qui n’est pas absorbée par les pigments de la couche épidermique, ou la lumière qui est réfléchie, finit par traverser et frapper la couche d’amidon sous les poches d’air. Cette couche d’amidon a un effet de dispersion, a déclaré van der Kooi. La lumière est diffusée à travers la couche pigmentée, intensifiant la couleur jaune.

« Le pigment est utilisé deux fois, en gros », a déclaré van der Kooi. Il est utilisé une fois lorsque la lumière atteint la couche épidermique, puis à nouveau lorsque la lumière est diffusée.

De nombreuses espèces animales, en particulier les oiseaux et les papillons, utilisent des films minces pour créer des couleurs irisées ou brillantes, a déclaré van der Kooi. Alors pourquoi les renoncules pourraient-elles se démarquer dans le règne végétal comme les seules à posséder ces structures ?

Il y a plusieurs possibilités, a déclaré van der Kooi. Les jours ensoleillés, lorsque les pétales de la renoncule sont largement étalés vers le ciel, leur brillance peut créer un effet « flash » pour les insectes qui passent, comme un miroir reflétant un rayon de soleil. Cela pourrait faire ressortir les fleurs pour les pollinisateurs, a-t-il dit.

Les renoncules pourraient également agir comme leurs propres appareils de chauffage. Par temps couvert, les chercheurs ont observé que les renoncules se referment en forme de coupe, mais inclinent également leurs fleurs pour suivre la lumière du soleil qu’elles peuvent capter. (C’est ce qu’on appelle l’héliotrophie.) L’effet est de réfléchir les ondes lumineuses non pas vers le ciel, mais à l’intérieur, vers les organes reproducteurs de la plante. Cela augmente la température du centre de la fleur, ce qui peut favoriser la maturation du pollen ou des graines, a déclaré van der Kooi. Les fleurs chaudes sont également préférées par certains pollinisateurs.

En fin de compte, cette recherche fondamentale peut éclairer les stratégies de conservation dans un monde où de nombreux pollinisateurs, y compris certaines abeilles, sont en difficulté, a déclaré van der Kooi. Il est également important de comprendre comment une telle biodiversité dans les fleurs est apparue, a-t-il déclaré.

« La diversité des couleurs des fleurs est énorme », a déclaré van der Kooi. « Nous essayons de relier cela à la vision des pollinisateurs pour comprendre comment les pollinisateurs et leur vision ont façonné la diversité des couleurs telle que nous la voyons maintenant. »