Si une plante peut s'appuyer sur autre chose, a-t-elle vraiment besoin d'investir autant dans ses racines pour se soutenir ? Les ressources habituellement utilisées pour les racines pourraient-elles être redirigées vers les tiges et les feuilles ? Dans un nouvel article, Tomasz Wyka et ses collègues examinent la croissance des lianes et constatent qu'elles poussent différemment des plantes autoportantes.
L'étude porte sur des lianes tempérées. Loin d'être des plantes grimpantes tropicales se balançant d'arbre en arbre, le terme « liane » a une signification précise pour les botanistes. Tomasz Wyka explique : « Les lianes constituent une vaste catégorie de plantes grimpantes (c'est-à-dire des plantes qui utilisent d'autres plantes comme support pour leur croissance verticale) à tiges ligneuses (c'est-à-dire des tiges dures, durables et qui s'épaississent chaque année). Ainsi, toutes les plantes grimpantes ne sont pas des lianes, mais toutes les lianes sont des plantes grimpantes. Comme pour la plupart des termes, cette définition est parfois imprécise, mais elle convient dans la plupart des cas. »
Les lianes ont été négligées en matière d'allocation des ressources. C'est une lacune importante, comme l'explique le Dr Wyka : « Pour bien comprendre l'évolution, il faut tenir compte des coûts et des avantages de chaque forme, notamment la façon dont les plantes répartissent la biomasse entre les parties productives photosynthétiques (feuilles) et les parties accessoires (tiges et racines). Si des données pertinentes sur de nombreuses espèces autosuffisantes se sont accumulées, il existe très peu d'informations sur les lianes, en particulier sur les individus de grande taille. » Nous avons résumé l'état antérieur de la science dans nos précédents Annals of Botany papierNotre étude actuelle comble le manque de données et offre un aperçu inattendu de la structure du corps de la liane. De plus, notre approche consistant à éliminer statistiquement l'effet de la taille de la plante des comparaisons de répartition de la biomasse s'est avérée utile et mériterait une application plus large.
Choisir des lianes pour cette étude ne se résume pas à sélectionner dix espèces communes, car cela risquerait de fausser les résultats. Le Dr Wyka explique : « Nous avons voulu éviter de considérer plusieurs espèces de lianes apparentées (comme les chèvrefeuilles ou les clématites) comme de simples exemples de lianes, car leur évolution pourrait n’avoir eu lieu qu’à un seul moment. Nous avons donc utilisé des lianes appartenant à des familles éloignées, ce qui nous permet d’étudier plusieurs événements évolutifs ayant conduit à l’émergence des lianes à partir de plantes autoportantes. »
Pour obtenir un mélange de lianes et une comparaison pertinente, Wyka et ses collègues ont suivi une démarche en trois étapes. Le Dr Wyka explique : « Nous avons d’abord répertorié les lianes réputées pour leur rusticité dans les jardins botaniques polonais. Parmi celles-ci, nous avons sélectionné des familles botaniques comprenant à la fois des lianes et des espèces autoporteuses rustiques, mais excluant les familles ne comprenant que des lianes, comme la famille des vignes. Enfin, le choix des espèces de lianes et d’arbustes au sein de chaque famille a été dicté par la disponibilité des graines, la facilité de germination et la tolérance en culture. Notre objectif final était d’utiliser un ensemble d’espèces à la fois morphologiquement diversifiées et taxonomiquement équilibrées. »
Après avoir sélectionné des plantes à comparer, l'équipe les a cultivées pendant trois saisons. Les résultats étaient clairs, mais leurs raisons moins évidentes. Le Dr Wyka a déclaré : « Il semble que les lianes grimpantes à racines courtes et adhésives (‘grimpantes à racines’) présentent également un investissement particulièrement faible dans l'ensemble du système racinaire, ce qui permet d'utiliser davantage de biomasse pour les parties aériennes. Ce phénomène s'explique notamment par le fait que les tiges de ces lianes adhèrent si étroitement à l'écorce des arbres qu'elles n'ont pas besoin d'un ancrage solide au sol. Une autre explication est qu'elles ont tendance à pousser dans des sites fertiles sans avoir à explorer de grands volumes de sol pour y puiser des nutriments ou de l'eau. Comme toujours, des recherches plus approfondies sont nécessaires pour déterminer les causes de ce phénomène. »
Maintenant que l'équipe dispose d'une base de référence, elle peut envisager de modifier certains facteurs pour observer leur impact sur la croissance des lianes. Le Dr Wyka a déclaré : « Notre étude ayant été menée dans des conditions favorables à la croissance, la prochaine étape évidente serait d'étudier les réactions des lianes à la réduction des ressources, notamment en eau et en nutriments. Leurs schémas de répartition seront-ils modifiés davantage que chez les espèces autosuffisantes, et parviendront-elles à conserver leurs avantages en matière de croissance ? »
Bien que ces recherches aient débuté en Europe, leur portée est mondiale. Le Dr Wyka conclut : « Si nos lianes sont représentatives des régions tempérées, la véritable diversité des lianes se trouve sous les tropiques, où elles constituent une composante majeure de la végétation forestière (par exemple, dans certaines régions, elles représentent jusqu’à 25 % de toutes les espèces de plantes à fleurs !). Il serait intéressant de savoir si nos résultats se confirment pour les lianes tropicales et d’identifier les causes des différences observées. À ce jour, nous ne disposons pas d’une compréhension globale des différences entre les lianes tropicales et tempérées. »
