Pourquoi la conservation des orchidées n'est pas une simple affaire

Note de l'éditeur, 7 août 2019: Le podcast du Smithsonian, Sidedoor, a publié un nouvel épisode sur les orchidées. Nous refaisons surface en 2018 sur les travaux de conservation en cours pour mieux comprendre ces plantes extrêmement vulnérables.

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Les orchidées sont les divas ultimes du monde végétal, et pas seulement les ornements flamboyants préférés des fleuristes et des horticulteurs. Il existe environ 30 000 espèces d'orchidées différentes - plus que toute autre famille de plantes à fleurs - et certaines d'entre elles sont si capricieuses qu'elles resteront une dizaine d'années sous terre, dans l'attente des conditions précises pour faire leur apparition.

Originaires de divers habitats sur tous les continents, à l'exception de l'Antarctique, ils sont couramment utilisés dans les cosmétiques et les parfums, et sont même transformés en gâteaux dans certaines parties du monde. La vanille est une orchidée familière à tout boulanger. Des milliers d’orchidées sont exposées chaque année à Washington, lorsque le jardin botanique américain et les jardins Smithsonian s’associent pour créer des orchidées rarement vues dans les deux collections.

(Écoutez ce nouvel épisode du podcast Smithsonian Sidedoor, qui explique comment les scientifiques du Smithsonian Environmental Research Center tentent de rétablir des orchidées, comme le petit pogonia verticillé, à l'état sauvage.)

Malgré leur omniprésence, les orchidées sont extrêmement vulnérables à la perte d'habitat et à la surexploitation. Les populations sont généralement petites, parfois juste une ou deux douzaines de plantes, et vivent dans des zones très limitées où elles ont besoin de pollinisateurs très spécialisés. Les orchidées qui poussent dans la nature dépendent également entièrement des champignons pour survivre tôt dans leur cycle de vie. La complexité de leur écologie pose de gros défis aux défenseurs de l'environnement.

Cela peut prendre des décennies pour savoir ce dont une orchidée a besoin, mais certaines espèces peuvent ne pas avoir ce temps. Aux États-Unis et au Canada seulement, environ la moitié des orchidées indigènes sont menacées dans au moins une partie de leur aire de répartition. C'est pourquoi le Centre nord-américain de conservation des orchidées (NAOCC) met en place un réseau national de référentiels pour stocker les semences d'orchidées et les champignons trouvés dans leurs racines. Leur objectif est de stocker le matériel génétique nécessaire à la conservation de la totalité des plus de 200 espèces d'orchidées originaires des États-Unis et du Canada.

«Il existe des efforts internationaux en matière de stockage de semences, mais peu de gens se sont concentrés sur les orchidées, car ils ne connaissent pas beaucoup leur écologie», déclare Dennis Whigham, responsable du laboratoire d'écologie végétale du Centre de recherche environnementale Smithsonian à Edgewater., Le Maryland.

Cymbidium tracyanum (Jardin botanique américain) Dendrobium ceraula (Jardin botanique américain) Cymbidium rosée "visage de taches de rousseur" (US Botanic Garden) Epicatanthe Volcan Tour "Orange Fire" (Jardin botanique américain) Cymbidium Pierrette "Thé au Lait" (US Botanic Garden) Paphiopedilum haynaldianum (Jardin botanique américain) Rhyncolaeliocattleya Toshie Aoki (Jardin botanique américain) Bulbophyllum echinolabium (US Botanic Garden)

En 2012, Whigham a fondé NAOCC en collaboration avec le US Botanic Garden. Ils ont mis au point des protocoles normalisés pour la collecte des graines et des racines d'orchidées et collaborent avec d'autres groupes du pays pour créer des référentiels régionaux auxquels les défenseurs de l'environnement et les amateurs d'orchidées peuvent contribuer.

Leur objectif est d'avoir des collections de toutes les espèces de chaque état. Au sein de chaque État, ils veulent des collections de toutes les régions où une espèce se développe, car la même espèce peut être associée à des champignons complètement différents selon son environnement.

«Faire ce travail au niveau national est ce qui est vraiment important», a déclaré Kingsley Dixon, directeur scientifique de la fondation à Kings Park et Botanic Garden, en Australie occidentale. À l'exception de la Millennium Seed Bank, qui vise à préserver les semences de toutes les plantes du monde, les banques de semences d'orchidées ont jusqu'à présent été gérées au niveau de l'État ou de manière indépendante par des universités et des jardins botaniques.

Melissa McCormick se met à genoux dans la forêt, près d'une orchidée cranefle, Tipularia discolor, qui ne pousse qu'une seule feuille pendant les mois froids de l'hiver. (SERC)

Selon M. Dixon, le modèle NAOCC constitue une étape importante pour la conservation des orchidées. Il le reproduit en Australie et collabore avec la Chine, l’Arabie saoudite et les pays de l’Asie du Sud-Est. «Nous voulons passer de l'approche ponctuelle sporadique à une approche plus systématique visant à conserver toutes les orchidées à perpétuité», a-t-il déclaré. "Ce serait formidable d'avoir un NAOCC mondial."

La banque de semences et de champignons n’est que la première étape. Il reste énormément de recherche à faire pour réussir la conservation des orchidées. Contrairement aux graines d'autres plantes, les graines d'orchidées ne contiennent pas la nutrition dont elles ont besoin pour germer. Ils l'obtiennent des champignons.

Beaucoup continuent à consommer des champignons par leurs racines même après leur émergence du sol et commencent à fabriquer du sucre par la photosynthèse. Certaines orchidées ont besoin d'une espèce de champignon pour germer et d'une espèce complètement différente pour survivre à l'âge adulte. Certaines espèces peuvent vivre heureusement pendant des années dans des champignons sous terre jusqu'à ce que quelque chose les inspire à émerger du sol, peut-être un autre champignon. Encore d'autres orchidées nécessitent des champignons que l'on ne trouve que dans les racines des arbres vivants. Leur complexité explique pourquoi on en sait si peu sur eux.

Calopogon tuberosus, l'orchidée rose herbe, est une orchidée originaire de l'est de l'Amérique du Nord. En danger d'extinction dans l'Illinois, le Kentucky et le Maryland, et classée vulnérable à l'exploitation à New York. (Melissa McCormick, SERC)

«Vous devez d’abord trouver le champignon», déclare Melissa McCormick, une botaniste qui travaille avec Whigham dans le laboratoire d’écologie des plantes de SERC, ce dont l’orchidée a besoin pour survivre.

McCormick isole l'ADN de près de 800 échantillons de champignons que le laboratoire a cultivés à partir de racines récoltées par des collaborateurs du NAOCC. Les échantillons représentent environ 100 espèces différentes d'orchidées de différentes régions. Les orchidées étant très spécifiques à leur environnement, les plantes de la même espèce ont souvent des champignons différents selon l'endroit où elles ont été collectées. Selon Whigham, 99, 9% des champignons que McCormick a séquencés jusqu'à présent sont nouveaux pour la science.

Tant de choses sur ces plantes sont nouvelles pour la science. Même après avoir identifié les champignons nécessaires à une orchidée, il est difficile de faire pousser les graines en laboratoire. Le technicien en chef du laboratoire d'écologie des plantes du SERC, Jay O'Neill, a essayé de propager le petit pogonia verticilleux menacé par le gouvernement fédéral pendant deux décennies. Les graines qui vivent dans une boîte de Pétri avec ses champignons associés depuis près de sept ans ont gonflé comme si elles étaient sur le point de germer. Mais c'est tout ce qui s'est passé. Quelque chose doit être manquant.

Acaule de Cypripedium, fleur de mocassin ou pantoufle de dame rose (Melissa McCormick, SERC)

Cela n'a toutefois pas été une mauvaise nouvelle. O'Neill a réussi à faire germer la moitié des dix espèces indigènes présentes dans la forêt de SERC. L’équipe a même introduit l’un d’eux, le plantain, le crotale, dans des parcelles expérimentales en forêt. Et comme presque tout le reste avec les orchidées, l'ensemencement sauvage a nécessité le développement d'une technique totalement nouvelle. Parce qu'elles ne contiennent pas d'éléments nutritifs tels qu'un haricot ou un fruit, les graines d'orchidées sont minuscules. Des dizaines de milliers d'entre eux représentent environ une demi-cuillère à café de poussière. Afin de garantir que les graines restent en place aussi longtemps que nécessaire pour germer, le laboratoire a mis au point des sachets de semences pouvant durer des années si nécessaire. Leur technique de paquets est maintenant utilisée dans le monde entier.

L'emballage, bien sûr, n'en est qu'une partie. Divas jusqu'à la fin, l'emplacement est primordial pour une orchidée. «Si vous voulez planter des orchidées, vous allez vouloir les planter là où se trouvent les champignons», dit McCormick. Elle développe actuellement des techniques pour trouver des champignons cibles dans des échantillons de sol. C'est toujours un travail en cours.

L' orchidée rosebud Cleistesiopsis divaricata est originaire de l'est et du sud-est des États-Unis, du New Jersey au sud de la Floride, et à l'ouest du Kentucky et de la Louisiane. (Melissa McCormick, SERC)

Très peu de gens sont conscients de la difficulté de conserver les orchidées et de les ramener à l'état sauvage, ou de la vulnérabilité de populations en bonne santé. Les orchidées commerciales vendues par les fleuristes et dans les épiceries sont soit des variétés pouvant être cultivées en serre avec du sucre au lieu de champignons, soit elles sont hybridées pour se développer sans elle. Les jardiniers et les amateurs non informés supposent souvent qu'ils peuvent collecter une orchidée dans les bois avant de la faire mourir peu de temps après avoir été déterrée.

Si les scientifiques pouvaient apprendre à propager des orchidées, elles pourraient être produites commercialement ou cultivées par des jardiniers amateurs. «C’est l’un de nos objectifs à long terme», déclare Whigham. «Une fois que nous savons comment propager toutes les orchidées indigènes, vous n'avez pas besoin d'aller les déterrer pour les avoir dans votre jardin.»

Calopogon tuberosus_alba est une rare floraison blanche de l’orchidée rose herbe (Melissa McCormick, SERC)