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À quel point les arbres sont-ils statiques ? Il y a eu beaucoup de recherches sur la façon dont les tissus non ligneux se déplacent, mais pas tellement sur la façon dont le bois se déplace. Alesia Hallmark et ses collègues de l'Université du Nouveau-Mexique utilisent des photographies de le réseau PhenoCam observer comment les branches des plantes ligneuses se déplacent avec le temps dans un article publié dans Ecosphere. Ils constatent que les deux branches vivantes bougent au cours d'une journée, mais aussi les branches mortes.

Il existe de nombreux exemples de déplacement de plantes. Les fleurs peuvent suivre le soleil. Les vrilles peuvent tourner jusqu'à ce qu'elles puissent s'enrouler autour d'un support. Les feuilles peuvent se replier pour piéger des proies dans un Venus Flytrap ou pour les protéger dans Mimosa. Mais les branches des plantes ligneuses bougent-elles ou sont-elles solides ? Pour trouver la réponse, il faut que quelqu'un passe beaucoup de temps à observer les changements dans les plantes. Heureusement, les botanistes ont mis en place un réseau pour ce faire.

Le réseau PhenoCam est une collection de sites à travers le monde, de Utqiagvik, Alaska, au nord de Lauder, Nouvelle-Zélande, dans le Sud.

Chacun de ces sites est sous observation, généralement avec le StarDot NetCam. Toutes les demi-heures, la caméra prend un instantané des plantes. Ces caméras téléchargent leurs images dans une galerie, à laquelle vous pouvez accéder et examiner.

Hallmark et ses collègues ont utilisé des photographies d'appareils photo installés à Réseau National des Observatoires Ecologiques (NEON). Les caméras Neon prennent jusqu'à quatre photos par heure, ce qui améliore les chances de voir des mouvements plus rapides, disent les botanistes. Ils étaient particulièrement intéressés par l'aube et le crépuscule lorsque la lumière et les températures commencent à changer. Ils soulignent qu'il s'agissait d'une nouvelle utilisation des caméras dans leur article.

«Nous avons pu extraire des photographies d'un dépôt public existant, le réseau PhenoCam, pour documenter rétroactivement les mouvements de succursales sur un éventail de sites de surveillance des écosystèmes (NEON), malgré le fait que ces caméras n'étaient pas initialement installées à cette fin. Bien que les photographies numériques produisent des données de résolution inférieure à celles des techniques TLS utilisées dans les recherches précédentes, nous avons pu les utiliser pour surveiller à distance les mouvements des branches sur de nombreux sites à haute fréquence (horaire) sur de longues périodes (mois à années) et distinguer facilement et branches mortes. Les caméras numériques sont des instruments bon marché, faciles à utiliser, omniprésents et non invasifs avec lesquels étudier les mouvements des plantes. Des facteurs tels que le vent ou une pluie intense peuvent obscurcir les images, mais cet inconvénient est commun à de nombreux capteurs, y compris TLS. Les caméras déployées pour la surveillance biologique sont souvent colocalisées avec des stations météorologiques, des tours de flux et d'autres réseaux de capteurs. La prévalence de l'imagerie de la caméra avec les données des capteurs environnementaux associés fait des photographies un support idéal pour étudier plus avant la relation entre les mouvements des plantes et les facteurs abiotiques.

Ils se sont ensuite concentrés sur les arbustes à créosote dans le Réserve faunique nationale de Sévilleta dans le centre du Nouveau-Mexique. Les arbustes ici étaient intéressants en raison de la météo en 2011. En février, les températures ont chuté à -30°C. C'était une mauvaise nouvelle pour les arbustes à créosote qui ont subi un dépérissement extrême de la canopée. Les plantes ne sont pas mortes mais ont plutôt repoussé à partir de la base de la plante. Alors maintenant, beaucoup de plantes ont une couronne de branches mortes.

Entre fin juillet 2015 et début décembre, l'équipe a observé le mouvement des branches. Ils ont également suivi les données météorologiques et les températures du sol pour se faire une idée du climat et du microclimat autour des plantes.

Les botanistes ont constaté que les branches tombaient en début de journée puis se relevaient l'après-midi ou le soir. Mais Hallmark et ses collègues notent que le mouvement n'est pas si simple.

"Nous avons trouvé des différences subtiles mais cohérentes dans le moment des mouvements de branches vivantes et mortes. Alors que les modèles bruts de mouvement étaient les mêmes dans toutes les branches - s'élevant vers le ciel la nuit et tombant vers le sol le jour - il y avait un décalage temporel constant entre les branches vivantes et mortes. Nous avons ensuite tiré parti de l'instrumentation du site colocalisé pour corréler les mouvements des branches vivantes et mortes avec les facteurs abiotiques potentiels. Dans les deux cas, la teneur en humidité de l'air semblait être le moteur le plus probable des mouvements de branches. Sur la base de nos résultats, nous pensons que les branches de créosote mortes gonflent et sèchent en réponse à l'humidité (ou à l'humidité) de l'air, tandis que les branches vivantes réagissent davantage aux changements de déficit de pression de vapeur (ou de sécheresse) de l'air. Ces facteurs sont co-corrélés, mais les différentes réactions révèlent comment ce bois réagit lorsque les fibres de bois sont exposées à l'atmosphère par rapport à lorsque la teneur en eau interne est contrôlée par des stomates vivants, des éléments de vaisseaux intacts et des tissus d'écorce protecteurs.

La variation de la position des branches peut aider la plante à réguler la température du sol. L'équipe a découvert que, pendant les mois chauds, le sol sous un arbuste de créosote pouvait être plus frais de plus de trois degrés centigrades que le sol environnant. Selon eux, cela pourrait avoir des implications sur l'évaporation et la perte d'eau dans le sol sous l'arbuste.

Hallmark et ses collègues déclarent que cette motion devrait être incluse lors de la recherche sur la façon dont les plantes contrôlent leur environnement. "L'hypothèse selon laquelle les plantes ligneuses ont une architecture statique imprègne de nombreux domaines de la théorie et de la méthodologie scientifiques. Nous encourageons nos collègues scientifiques à prendre en compte les mouvements diurnes des branches dans les futures conceptions d'études. De manière anecdotique, nous avons constaté que les différences de position des branches en une seule journée modifiaient le volume total de la canopée et les estimations de biomasse résultantes des individus de créosote de plus de 20 % lors de l'utilisation des relations allométriques volume:biomasse.

"L'utilisation de systèmes automatisés pour suivre les mouvements des branches sur de longues périodes d'étude peut nous aider à mieux comprendre la physiologie des plantes et l'adaptation au stress dans une variété d'espèces et d'habitats. En plus d'être simplement un phénomène intéressant, ces mouvements peuvent donner un aperçu des changements quotidiens du comportement de stress et des interactions environnementales que l'on pensait auparavant ne changer qu'au cours de saisons entières ou de la durée de vie des plantes.