Chez les espèces végétales dioïques, un individu est soit mâle, soit femelle, produisant respectivement des fleurs staminées ou pistillées. Rarement, cependant, le sexe de la plante peut être affecté par son environnement, un phénomène connu sous le nom de détermination environnementale du sexe. Érables rayés, Acer pensylvanicum, sont connus pour changer de sexe et pour fleurir de plus en plus en tant que femelles au fur et à mesure que leurs la santé se détériore. Les arbres femelles de cette espèce ont quant à eux un taux de mortalité plus élevé. Jusqu'à présent, aucun lien causal direct n'a été établi entre le traumatisme et le changement de sexe chez les érables rayés, ni le degré auquel un arbre doit être blessé pour déclencher ce changement.

Dans une nouvelle étude publiée dans le American Journal of Botany, les auteurs Jennifer Blake-Mahmud et Lena Struwe ont exploré l'effet de différents niveaux de stress sur l'expression sexuelle chez les érables rayés. Les chercheurs ont infligé quatre degrés différents de dommages à des groupes d'arbres pour imiter les facteurs de stress environnementaux, notamment (du plus grave au moins grave) l'élagage de la cime, la défoliation complète, la défoliation partielle et la restriction vasculaire par l'enlèvement de l'écorce. Ils ont ensuite surveillé les arbres pendant deux ans, notant le sexe avant et après.

Deux ans après le traitement, les arbres qui avaient subi les dégâts les plus sévères – élagage et défoliation complète – et qui avaient survécu, avaient un taux de floraison femelle beaucoup plus élevé. Dans le cas des arbres taillés, aucun des arbres initialement mâles ont fleuri deux ans plus tard. Les arbres entièrement défoliés étaient quatre fois et demie plus susceptibles de devenir des femelles. Les traitements moins sévères n'ont pas provoqué de changement significatif des fleurs femelles par rapport aux arbres non traités. Cela semble suggérer un seuil de dommages physiques au-dessus duquel un changement de sexe se produit chez les arbres mâles. Blake-Mahmud explique que le changement est probablement, mais pas nécessairement, permanent. « Nous avons vu des arbres passer de femelle à mâle sur le terrain. Néanmoins, les variables sont rarement égales et les arbres généralement maintenir ou diminuer dans leur niveau de santé. De plus, la découverte que la plupart des arbres qui sont morts étaient des femelles avant de mourir suggérerait qu'il y a une directionnalité dans les modèles que nous observons.

Mais pourquoi devenir femme alors que les femmes ont un risque beaucoup plus grand de mourir ? "Cela pourrait avoir à voir avec les sex-ratios des populations ou l'imminence de la mort. Les populations d'érable rayé n'ont pas de sex-ratios égaux. Les mâles sont trois fois plus nombreux que les femelles, ce qui signifie qu'il y a probablement beaucoup plus de concurrence pour apporter du pollen que pour apporter des ovules. Si un arbre est en mauvaise santé et que son pronostic est déjà sombre, les arbres de la population qui peuvent produire des ovules au lieu de pollen pourraient avoir de meilleures chances de transmettre leurs gènes à la prochaine génération d'arbres. Essentiellement, si un arbre va mourir de toute façon, la contribution d'ovules à la prochaine génération pourrait être le pari le plus sûr, sur le plan de l'évolution. dit Blake-Mahmud.

La tendance à devenir une femelle en réponse au stress alors que les femelles ont un taux de mortalité plus élevé peut causer des problèmes aux érables rayés, car la progression du changement climatique augmente la fréquence et la gravité de ces facteurs de stress. "La plupart des forêts n'ont pas de botanistes en maraude qui traversent et coupent des arbres au hasard, mais elles ont un nombre croissant de tempêtes qui renversent les grands arbres de la canopée et font tomber de grosses branches. Dans le sous-étage, ces géants qui tombent peuvent écraser des arbres plus petits comme des érables rayés. Un réchauffement rapide peut également nuire aux arbres en ouvrant leurs troncs. Les cerfs surpeuplés utilisent les arbres comme bois de cerf; les insectes mangent les feuilles des arbres. Nous avons montré que de graves dommages de différents types peuvent augmenter les chances qu'un arbre soit « femelle » plutôt que « mâle » », déclare Blake-Mahmud. « À court terme, cela peut sembler bénéfique pour une population. Plus de femelles signifie plus de graines. Mais les femelles ont aussi un taux de mortalité beaucoup plus élevé chez cette espèce. Donc, si les événements climatiques causant des dommages continuent d'augmenter en fréquence, nous nous attendrions à voir d'abord plus d'arbres femelles, puis plus d'arbres morts dans les populations d'érables rayés.