En Tasmanie et dans certaines parties de Victoria, vous pouvez trouver la plante à fleurs la plus haute du monde. Il a une variété de noms, Mountain Ash et Swamp gum en sont deux. Le nom scientifique indique clairement qu'il ne s'agit pas d'un frêne (Fraxinus) et fait référence à sa taille : Eucalyptus regnan. Les arbres les plus hauts sont étonnamment grands, comparables aux plus grands séquoias. Il est possible qu'ils puissent pousser encore plus haut qu'un séquoia s'ils sont laissés assez longtemps. Cependant, leur cycle de vie a besoin que ses forêts brûlent pour que la prochaine génération passe. Un nouvel article de Rod Griffin et ses collègues, Expression du cycle de vie de la dépression de consanguinité chez Eucalyptus regnans et stabilité intergénérationnelle de son système d'accouplement mixte, examine ce cycle de vie, à partir des fleurs.

E. regnans a un système d'accouplement mixte dans lequel les fleurs peuvent produire des graines en échangeant du pollen avec d'autres plantes, par croisement. Les fleurs sont hermaphrodites, ce qui signifie qu'elles ont des composants mâles et femelles, comme de nombreuses plantes à fleurs. S'ils ont des parties mâles et femelles, vous vous demandez peut-être pourquoi ils ne se pollinisent pas. Parfois, ils le font.

L'autopollinisation a ses inconvénients pour les plantes. Il réduit le flux de gènes à travers une population. Il pourrait sembler E. regnans a trouvé un moyen de réduire l'autopollinisation; les fleurs sont protandres. Les parties mâles de la fleur mûrissent avant les parties femelles. Mais un E. regnans peut avoir un million et demi de fleurs. C'est une source de nourriture massive pour les insectes pollinisateurs de la plante. La floraison massive signifie qu'il est possible pour un insecte pollinisateur de transporter du pollen vers différentes parties du même arbre pendant qu'il se nourrit.

Une fois que les fleurs ont fructifié, elles stockent les graines dans des caisses en bois sur l'arbre jusqu'à trois ans avant qu'elles ne tombent, mais cela n'aide généralement pas l'espèce. "L'espèce a de très petites graines qui ne persistent pas dans la banque de graines du sol", a déclaré Rod Griffin.

"Pour une germination réussie, ils ont besoin d'un "lit de cendres" minéral ouvert qui est produit par le feu à intervalles irréguliers. Les arbres portent plusieurs années de récolte de graines dans leurs capsules ligneuses qui s'ouvrent après le feu et produisent une énorme pluie de graines.

Le feu efface les vieux arbres et ouvre le paysage pour une nouvelle cohorte de plantes. Le professeur Griffin a déclaré: "La régénération qui en résulte est plus ou moins une monoculture équienne (en ce qui concerne les espèces d'arbres), bien que l'intensité du feu varie bien sûr à travers le paysage, il peut donc y avoir une mosaïque de parcelles d'âges différents."

Le professeur Griffin a souligné à quel point le feu est essentiel au succès de la reproduction. "S'il n'y a pas d'incendie pendant 400 ans ou plus, il peut y avoir une succession de forêts de Nothofagus et la composante d'eucalyptus est perdue."

La population des arbres commence à partir du dernier lot de graines dans les arbres après un incendie. Alors, comment se produit la dépression de consanguinité, où les arbres autogames perdent au profit des arbres croisés ? Le papier dans Annals of Botany publie les résultats d'une étude de 29 ans, suivant les arbres à mesure qu'ils grandissent. Bien qu'il n'ait pas été conçu à l'origine pour prendre autant de temps.

"Ces expériences faisaient partie d'une série d'enquêtes sur la biologie reproductive d'E.regnans conçues pour étayer la conception et la gestion de nouveaux vergers à graines commerciaux", a déclaré le professeur Griffin.

"Nous savions d'après une étude antérieure (Eldridge et Griffin 1983) que la descendance autofécondée présentait une forte dépression de consanguinité pour la croissance et nous avons voulu comprendre comment les arbres produisaient des graines autofécondées et les conséquences sur la régénération naturelle (un système encore largement utilisé dans les forêts indigènes d'eucalyptus) et dans les plantations. Ce projet plus vaste s'est achevé dans les années 1980 et un certain nombre de publications ont été produites, par exemple Griffin et coll. 1987; Griffin & Cotterill 1988; Moran et al. 1989, mais heureusement, les propriétaires fonciers ont conservé le principal essai sur le terrain pour la production de bois et ont permis un accès continu.

« Un projet de doctorat a étudié la structure du peuplement à l'âge de 15 ans (Hardner & Potts 1997). Avant la récolte, nous avons revisité l'essai et observé que la production de graines avait commencé sur certains arbres. Cela a présenté une occasion unique d'étudier l'expression de la dépression consanguine tout au long de la phase pré-reproductive complète de la vie et de comparer le système d'accouplement avec celui de la génération précédente.

La clé du succès des plantes croisées réside dans la quantité de graines qu'un arbre d'eucalyptus produit. Le professeur Griffin a déclaré: "Un arbre peut produire des millions de graines et pourtant, tout ce qu'il a à faire pour maintenir la continuité de la population est de se reproduire une fois!"

"La combinaison d'un éclaircissage compétitif intense et d'une dépression de consanguinité qui favorise les croisements est suffisante pour garantir que la population reproductrice est effectivement croisée indépendamment de la proportion de semences autoproduites."

Cette concurrence intense au stade du semis a un coût pour le pool génétique. Le professeur Griffin a déclaré: "Étant donné que toutes les plantes consanguines sont éliminées, quels que soient leurs génotypes spécifiques, il n'y a aucune possibilité de purger les gènes délétères et ainsi de réduire la dépression de consanguinité au fil des générations (Lande et coll. 1994).

« Ce n'est probablement pas une coïncidence si l'angiosperme le plus grand du monde possède un système de régénération qui doit favoriser la sélection pour une croissance vigoureuse en hauteur. Comme nous le montrons dans l'article, si un arbre n'a pas atteint une position dominante dans la canopée à l'âge de 10 ans, il est peu probable qu'il se reproduise.

Les botanistes ont l'habitude de travailler avec des espèces à vie courte qui se renouvellent sur quelques générations par an. Travailler avec des arbres est quelque peu différent. « En tant que sélectionneurs d'arbres et généticiens forestiers, nous sommes plutôt résignés à travailler avec les échéanciers dictés par la biologie des espèces! a déclaré le professeur Griffin.

"Une fois que nous avons eu les arbres dans le sol et un accord d'accès et de gestion sécurisé avec les propriétaires fonciers, tout ce qui était nécessaire était de maintenir la "mémoire d'entreprise" académique et de ressourcer les collections et les travaux de laboratoire nécessaires pour la collecte en temps opportun de la prochaine tranche de données. .”

Le résultat est une étude qui donne aux scientifiques un aperçu différent de la biologie de l'évolution et des populations. "Il existe de nombreux articles présentant des modèles d'attentes sous différents systèmes d'accouplement et hypothèses de consanguinité, mais plutôt peu d'études empiriques comme celle-ci... en particulier avec des espèces ligneuses pérennes", a déclaré le professeur Griffin.

« Il y a aussi des applications dans la sylviculture et l'amélioration des arbres. Les forestiers doivent connaître les conséquences sur la productivité des plantations de la plantation d'un mélange de semis auto et allocroisement; les sélectionneurs devraient se soucier de minimiser la consanguinité dans leurs vergers à graines.

"Notre travail fournit des preuves empiriques qu'un système d'accouplement mixte peut être maintenu chez une espèce qui présente également une forte dépression de consanguinité dans la phase pré-reproductive du cycle de vie. Nous sommes heureux de mettre les données brutes à la disposition de toute personne intéressée par la modélisation de ces dynamiques.

« Les enseignements pratiques en termes de sylviculture et d'élevage sont maintenant bien établis, mais si nous avions le temps et les ressources, il y a beaucoup de questions biologiques qui pourraient être explorées. Par exemple, il serait relativement facile de trouver des populations où l'importance relative de l'assurance reproductive pourrait être examinée.

"Eucalyptus est un grand genre avec, en général, un système d'accouplement mixte (Byrne 2008), mais aussi une forte variation de la capacité à tolérer et à se remettre d'un incendie. Il serait intéressant de prendre des espèces avec une gamme de traits d'histoire de vie et de comparer le système d'accouplement/la dépression de consanguinité pour voir si des preuves de sélection directe sur le système d'accouplement pourraient être détectées. Dans l'autre grand genre ligneux à l'échelle de l'Australie Acacia il existe une grande variation interspécifique de l'autofécondité (Gibson et al., 2011). Pourquoi la différence ?