Effets des microplastiques sur la pollinisation

Ces dernières années ont vu une accumulation de la pollution plastique, à la fois dans le sol et dans l'eau, ce qui constitue un problème pour la santé, principalement humaine, mais aussi pour la biodiversité. Le plastique, qui est aujourd'hui un matériau couramment utilisé et surproduit, est dérivé de sources fossiles qui, n'étant pas biodégradables, s'accumulent dans l'environnement. Le plastique dispersé subit une détérioration, créant des fragments de différentes formes appelés "microplastiques". Les microplastiques peuvent subir une dégradation supplémentaire et se transformer en "nanoplastiques", c'est-à-dire des fragments inférieurs à 1μm, qui sont toutefois difficiles à détecter et à quantifier. Leur très petite taille les rend facilement ingérables et pénétrables dans les cellules, où ils peuvent exercer leur action potentiellement nocive. On sait qu'ils sont très stables, ce qui en fait des polluantspersistants dans l'environnement pendant des décennies.

Le terme xénobiotique désigne une substance de toute nature, d'origine naturelle ou synthétique, étrangère à un organisme. Les xénobiotiques sont souvent toxiques ou capables d'altérer les fonctions de l'organisme dans lequel ils ont été introduits ou auxquels l'organisme a été exposé. Les microplastiques, en plus d'être composés de matériaux fossiles non biodégradables, tels que l'éthylène et le propylène, ont la capacité d'absorber les contaminants environnementaux : ils sont capables de transporter des produits chimiques, tels que pesticides, métaux lourds et autres polluants environnementaux, donc des xénobiotiques, affectant négativement le processus de pollinisation car ils altèrent les structures, les propriétés et les fonctions à la fois des plantes et des pollinisateurs. Il a également été démontré que l'exposition aux microplastiques, associée aux antibiotiques, rend les insectes plus vulnérables.

La reproduction sexuée des plantes se produit par letransfert de pollen : dans une faible mesure par le vent (anémophilie), mais surtout par certains animaux, appelés pollinisateurs, dont la majorité sont lesinsectes. 87,5 % des plantes sauvages peuvent se reproduire précisément grâce à ces derniers, et la pollinisation est donc essentielle pour les organismes végétaux qui ne pratiquent pas la auto-pollinisation, car ils ne sont pas hermaphrodites et n'ont pas évolué vers des structures de dispersion anémophile du pollen.

L'exposition des plantes aux microplastiques provoque des altérations à différents niveaux de la biologie de ces organismes végétaux. Leur profil métabolique secondaire et leur profil hormonal sont perturbés par la présence de ces fragments d'origine fossile. Les microplastiques affectent la croissance des plantes, la retardant, et provoquent des anomalies morphologiques dans divers tissus végétaux. En outre, leurinfluence négative sur certaines propriétés des fleurs utilisées pour attirer les pollinisateurs, telles que la pigmentation, les signaux sous forme de composés organiques volatils libérés dans l'air, et le patterning, a été mise en évidence.

Les fleurs des plantes nécessitant une pollinisation zoophile sont caractérisées par des couleurs spécifiques qui sont déterminées par un contenu particulier de pigments tels que les caroténoïdes, qui produisent également le modèle spécifique qui attire les pollinisateurs. La coloration et le motif de la fleur médient l'interaction entre les pollinisateurs et les plantes. Les plantes exposées depuis longtemps aux microplastiques ont montréde graves altérations dans plusieurs pigments, tels que les caroténoïdes, ce qui peut avoir de graves implications non seulement sur la biologie de la pollinisation, mais aussi sur le processus de photosynthèse. Pour attirer les pollinisateurs, les plantes synthétisent également des parfums, qui sont un mélange de composés organiques volatils. Ces substances odorantes peuvent être altérées dans leur synthèse par la plante si l'organisme végétal est exposé à des microplastiques.

L'exposition aux microplastiques ou leur ingestion par les insectes pollinisateurs a un effet négatif sur la taille du corps et la croissance de ces organismes. Les observations de certains fragments de microplastiques trouvés chez les abeilles domestiques dans les zones urbaines en sont un exemple. En particulier, une91,67% de diminution de la croissance et du poids corporel de ces insectes a été notée par rapport à un contrôle normal. Cependant, d'autres insectes réagissent différemment en fonction de la taille et des concentrations de microplastiques auxquelles ils sont exposés. Ces données suggèrent que l'ingestion de ces fragments de plastique entraîne un blocage du système digestif, ce qui se traduit par une inhibition ou une altération du comportement alimentaire.

Les microplastiques affectent également le microbiote intestinal des insectes pollinisateurs. Laflore microbienne intestinale affecte le comportement et la physiologie de l'animal, déterminant, dans ce cas, le comportement de recherche de nourriture des pollinisateurs. Les petits fragments de plastique peuvent provoquer des blessures intestinales, induire une inflammation et appauvrir le microbiote intestinal. Ils s'accumulent dans le tube digestif et interagissent avec les bactéries présentes, modifiant la composition et la diversité de la population microbienne. Ils peuvent également modifier l'expression des gènes qui agissent pour détoxifier les substances étrangères ou qui sont liés au système immunitaire, comme cela a été observé dans une étude sur les abeilles mellifères. En outre, la perturbation de la flore intestinale augmente la sensibilité des pollinisateurs aux virus.

Des tests en laboratoire ont permis de vérifier que l'exposition des pollinisateurs à des virus ou à d'autres agents pathogènes, ainsi qu'à des particules de plastique, augmentait leur sensibilité et réduisait leur capacité à faire face à ces micro-organismes. Il a été observé que les microplastiques perturbent la synthèse de plusieurs gènes liés à la détoxification et à l'immunité, provoquant un stress oxydatif dans les cellules des animaux pollinisateurs et une inflammation des membranes biologiques. Les pollinisateurs ne peuvent donc pas faire face à l'accumulation de ces particules de plastique et à la coprésence d'autres agents pathogènes.

Grâce à la pollinisation, ce n'est pas seulement la plante qui bénéficie d'un succès reproductif accru, mais aussi les pollinisateurs eux-mêmes, qui, par la collecte du nectar, satisfont leurs besoins nutritionnels. Le nectar est en effetriche en sucres et en acides aminés, éléments constitutifs des macromolécules cellulaires. L'exposition des plantes aux microplastiques peut modifier la chimie du nectar : une altération de son profil en acides aminés a été observée. En outre, il a été observé qu'un changement dans les profils hormonaux et biochimiques des plantes influençait directement la production de nectar, affectant ainsi la pollinisation. Comme nous l'avons déjà mentionné, la pollinisation se produit grâce à une série de signaux sensoriels que les pollinisateurs perçoivent et apprennent, créant ainsi une sorte de mémoire. Cette mémoire et le comportement alimentaire qui devrait en résulter sont altérés, bloquant la relation et la communication entre plante et pollinisateur.

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