Pourquoi tant de fruits d'automne et d'hiver sont-ils rouges ?
― Le rouge est une enseigne « Servez-vous » qui ne s'adresse qu'aux oiseaux
Sorbier des oiseleurs, pyracantha, nandina, ardisia. Quand les feuilles commencent à tomber, les fruits rouges attirent l'œil dans les jardins et les parcs. Ce rouge n'est pas un hasard. On pense que l'arbre a choisi l'oiseau comme transporteur de ses graines, et qu'il pare ses fruits de la couleur la plus visible pour son regard.
Un matin de novembre, une haie de pyracantha est couverte de fruits rouges. Un bulbul arrive et avale les fruits entiers, l'un après l'autre.
Quelques semaines plus tard, il en reste bien moins. En revanche, sur le mur ou le banc voisin, on trouve des fientes d'oiseau mêlées de petites graines.
L'arbre ne peut pas bouger. Pourtant, ses « enfants », les graines, partent ainsi en voyage au loin, sans qu'il le sache.
Deux grandes raisons expliquent ces fruits rouges
Les oiseaux distinguent très bien les couleurs : ils repèrent nettement le rouge parmi les feuilles vertes. En revanche, beaucoup de mammifères, comme le chien ou le chien viverrin, distingueraient mal le rouge du vert.
Les oiseaux n'ont pas de dents. Ils avalent le fruit entier, digèrent la pulpe seule et rejettent la graine avec leurs fientes, ailleurs. Loin de l'arbre parent, les pousses ont plus de chances de grandir.
Le fruit rouge réunit donc deux choses en un seul dispositif : « appeler l'oiseau par une couleur vive » et « faire transporter la graine sans l'abîmer ». Voyons-les tour à tour.
Le rouge ne ressort « nettement » que pour l'œil des oiseaux
Au fond de l'œil se trouvent plusieurs types de cellules sensibles aux couleurs. Les humains en ont trois. La plupart des oiseaux en ont quatre, et percevraient même les ultraviolets, invisibles pour nous.
Or beaucoup de mammifères, comme les chiens, les chats, les cerfs ou les chiens viverrins, n'en auraient que deux. Avec un tel œil, le rouge et le vert paraissent tous deux d'un ton terne et semblable, et il devient difficile de distinguer feuilles et fruits. Regardez la figure 1.
Petits, rouges ou noirs, sans coque dure et peu odorants : les fruits transportés par les oiseaux partagent, dit-on, ces traits. À l'inverse, ceux que dispersent les mammifères sont souvent gros, de couleur terne brune ou verte, et tendent à attirer par leur odeur.
L'oiseau est un transporteur qui « ne mâche pas »
Les mammifères mordent le fruit avec leurs dents et peuvent broyer la graine. Les oiseaux n'ont pas de dents, et beaucoup de petits oiseaux avalent le fruit entier. Seule la pulpe est digérée dans le ventre ; la graine dure ressort intacte.
Pendant que la graine est dans son ventre, l'oiseau continue de voler. Elle retombe donc loin de l'arbre parent. Juste en dessous de celui-ci, il y a de l'ombre, et les insectes et maladies qui aiment cette espèce s'y rassemblent : les pousses auraient du mal à s'y développer.
Jusqu'où les graines sont-elles emportées ? Sur la figure 2, faites varier avec le curseur le temps que la graine passe dans le ventre.
Une dizaine de kilomètres au maximum, c'est la limite haute, pour un oiseau qui vole sans jamais s'arrêter. En réalité, les oiseaux mangent en se posant ici et là, et la plupart des graines tomberaient à quelques dizaines ou centaines de mètres de l'arbre parent. C'est pourtant bien plus loin que juste en dessous.
Sous la clôture d'un terrain vague ou sous un fil électrique, on voit parfois de jeunes arbres, nandinas ou mûriers, alignés. C'est un endroit où les oiseaux se posent souvent. On pense que les graines contenues dans les fientes laissées pendant leur repos y ont germé sur place.
La capsaïcine, qui rend le piment piquant, irrite fortement la langue des mammifères. Les oiseaux, eux, n'en sentiraient presque rien. Certaines recherches y voient un dispositif qui éloigne les mammifères broyeurs de graines et laisse les fruits aux oiseaux qui les avalent entiers.
Pourquoi surtout « de l'automne à l'hiver » ?
L'automne est la saison où des oiseaux d'hiver, comme les grives, arrivent des pays du nord. Même les bulbuls et les zostérops, présents toute l'année, mangent beaucoup de fruits en hiver, quand les insectes se raréfient. Les mangeurs de fruits sont plus nombreux, et c'est précisément quand la nourriture manque que l'arbre mûrit ses fruits.
On pense aussi que les fruits qui restent sur les branches après la chute des feuilles sont un avantage : sans feuillage vert, les fruits rouges ressortent encore plus. Attention : certains fruits rouges ne se mangent pas. Ce n'est pas parce que les oiseaux les mangent qu'il faut les porter à la bouche.
En résumé
Si les fruits rouges abondent de l'automne à l'hiver, c'est que le rouge est la couleur qui se voit le mieux pour les oiseaux qui transportent les graines. Sans dents, l'oiseau n'abîme pas la graine et, en volant, la dépose loin de l'arbre parent. L'arbre ne peut pas bouger : il engage donc ses transporteurs grâce à la couleur.
Le fruit rouge est une enseigne « Servez-vous » destinée aux oiseaux.
Le paiement, c'est la pulpe ; la livraison se fait sur un sol lointain, encore inconnu.
Le mécanisme par lequel la couleur des fleurs attire les insectes est expliqué dans « Pourquoi les fleurs ont-elles tant de couleurs ? », et la coloration des feuilles dans « Pourquoi les feuilles d'automne deviennent-elles rouges ou jaunes ? ». Quant aux fruits que mammifères et oiseaux dispersent en les « enterrant et en les oubliant », comme les glands, c'est l'objet de « Pourquoi y a-t-il des années à glands abondants et des années maigres ? ».
- Dans un jardin ou un parc, choisissez un arbre portant des fruits rouges (pyracantha, sorbier, nandina, houx crénelé, etc.) et comptez les fruits d'une branche.
- Toutes les semaines, recomptez les fruits de la même branche et notez les oiseaux venus. Y a-t-il une semaine où le nombre chute brutalement ?
- Regardez sous les murs ou les fils électriques voisins : cherchez des fientes mêlées de petites graines, ou de jeunes arbres alignés.
Contentez-vous d'observer : ne mangez pas les fruits et ne les rapportez pas chez vous. Selon les arbres, certains fruits disparaissent vite et d'autres restent jusqu'à la fin de l'hiver. Noter cette différence peut réserver de belles découvertes.
Pour aller plus loin ― termes, formules et lien avec les manuelsDu collège à l'université : le niveau de chaque passage est indiqué
- CollègeNiveau des cours de sciences du collège
- LycéeNiveau du cours de « biologie » du lycée
- Lycée+Approfondissement du lycée ou encadré de manuel
- Univ.Matières spécialisées de l'université (écologie, écologie évolutive), non vues au lycée
- RechercheQuestions que les chercheurs étudient en ce moment, même pas enseignées comme « acquises » à l'université
CollègeVocabulaire : ce phénomène a un nom
- Dissémination des graines : transport des graines par une plante loin de son pied. Le vent, l'eau ou les animaux en sont les vecteurs.
- Endozoochorie (dispersion par ingestion) : mode de transport où l'animal mange le fruit et sème les graines avec ses fientes. La plupart des fruits rouges relèvent de ce type.
- Cônes (cellules en cône) : cellules de la rétine sensibles aux couleurs. Leur nombre de types détermine l'étendue des couleurs distinguées.
CollègeLycéeVérifier par une formule : jusqu'où une graine peut-elle aller ?
À partir du temps écoulé entre le repas de l'oiseau et le rejet de la graine, et de sa vitesse de vol, on estime une limite haute de la distance de transport.
| En symboles | L ＝ v × t |
| En mots | distance de transport de la graine ＝ vitesse de vol de l'oiseau × temps passé par la graine dans le ventre |
| D'où vient cette formule ? | C'est la relation « distance ＝ vitesse × temps » d'un mobile à vitesse constante. Elle donne une limite haute, en supposant un vol rectiligne sans repos. |
| Symbole | Signification et unité |
| L | distance de transport de la graine (m) |
| v | vitesse de vol de l'oiseau (m/s) |
| t | temps entre le repas et le rejet de la graine (s) |
| Vitesse de vol ordinaire d'un petit oiseau | environ 10 m par seconde |
| Temps avant le rejet de la graine chez un petit oiseau frugivore | quelques dizaines de minutes (ici, 30 minutes) |
| 1 minute | 60 secondes |
| Convertir 30 minutes en secondes | 30 × 60 ＝ 1800 secondes |
| Distance de transport possible | 10 × 1800 ＝ 18000 m |
| Convertir en kilomètres | 18000 ÷ 1000 ＝ 18 km |
Sans repos, la graine pourrait donc aller jusqu'à environ 18 km de l'arbre parent. En réalité, l'oiseau se pose pour se reposer, et la plupart des graines tombent à quelques dizaines ou centaines de mètres. C'est tout de même sans commune mesure avec un fruit qui tomberait juste au pied de l'arbre.
LycéeLycée+La vision des couleurs, et l'entraide entre plantes et animaux
LycéeLes cônes de la rétine réagissent chacun à une longueur d'onde différente. L'être humain en a trois types ; beaucoup d'oiseaux en auraient quatre, dont un sensible à l'ultraviolet. Les cônes des oiseaux contiennent des gouttelettes d'huile colorées, qui affineraient encore la distinction des couleurs.
Lycée+La plante paie une « récompense », la pulpe, et l'animal transporte les graines. Cette relation où des êtres vivants différents y gagnent mutuellement s'appelle le mutualisme. C'est la même logique que celle des fleurs et des insectes.
Univ.Syndromes de dispersion et hypothèse de Janzen-Connell
La tendance des fruits à partager des traits selon leur transporteur s'appelle un syndrome de dispersion. Les fruits dispersés par les oiseaux tendent à être rouges ou noirs, petits et peu odorants. Si les pousses survivent mieux loin du parent, c'est ce qu'explique l'hypothèse de Janzen-Connell : près du parent, des insectes et des agents pathogènes spécialisés sur cet arbre se concentrent. La distribution des distances de chute des graines se décrit par une fonction appelée noyau de dispersion.
📖 Dérivation de la formule et suites : Dissémination des graines (Wikipédia japonais) ／ Vision des couleurs (Wikipédia japonais)
RechercheCe que l'on ne sait pas encore bien
- Les feuilles rouges d'automne sont-elles un « signal » pour les fruits ? Selon une hypothèse, les feuilles colorées serviraient de drapeau indiquant aux oiseaux où sont les fruits. Mais on n'en aurait pas encore de preuve claire.
- Le sens des fruits qui restent jusqu'à la fin de l'hiver. Certains fruits sont mangés vite, d'autres restent longtemps. Est-ce une stratégie pour attirer les oiseaux quand toute autre nourriture manque, ou ces fruits sont-ils simplement peu appréciés ? Le débat continue.
- Rouge ou noir : lequel est le plus avantageux ? Beaucoup de fruits dispersés par les oiseaux sont aussi noirs. On ne sait pas encore en détail quel effet la différence de couleur a sur quels oiseaux.
Le contenu de cet article est donc, lui aussi, « une explication valable dans l'état actuel des connaissances ». Sur le sens des couleurs, observations de terrain et expériences se poursuivent.
Lien avec les manuels (par niveau)
| Niveau | Matière et chapitre | Où dans cet article |
|---|---|---|
| Collège | Sciences : « les plantes », « la vitesse » | Modes de transport des graines, distance ＝ vitesse × temps |
| Lycée | Biologie : « réactions et comportement des animaux (vision) » | Types de cônes et perception des couleurs |
| Lycée+ | Biologie : « écosystèmes et relations entre êtres vivants » | Endozoochorie comme mutualisme |
| Univ. | Écologie, écologie évolutive | Syndrome de dispersion, hypothèse de Janzen-Connell, noyau de dispersion |
| Recherche | Études de terrain sur la dissémination des graines | Hypothèse du signal des feuilles rouges, sens des fruits persistants |
| ― | Liens avec la vie quotidienne | Observer les fruits des jardins et parcs, jeunes arbres alignés sous les fils électriques |
- 種子散布 ― Wikipédia japonais (dissémination des graines)
- 色覚 ― Wikipédia japonais (vision des couleurs)
- カプサイシン ― Wikipédia japonais (capsaïcine)
- Tewksbury, J. J. & Nabhan, G. P. (2001) Directed deterrence by capsaicin in chilies. Nature 412, 403–404.
- Janzen, D. H. (1970) Herbivores and the number of tree species in tropical forests. The American Naturalist 104, 501–528.
- Stiles, E. W. (1982) Fruit flags: two hypotheses. The American Naturalist 120, 500–509.
※ Cet article est une explication scientifique grand public. Les valeurs indiquées sont des ordres de grandeur destinés à comprendre le mécanisme. La vitesse de vol des oiseaux et le temps que la graine passe dans le ventre varient beaucoup selon l'espèce et la situation. Ne mangez pas les fruits sauvages.