Dans les climats froids, les changements saisonniers des arbres (phénologie) sont principalement contrôlés par la température. Des expériences induisant un échauffement artificiel de la tige chez des conifères à feuilles persistantes au stade de quiescence ont montré qu'il est possible d'induire une réactivation de la division cellulaire, démontrant que la température est un déclencheur de la formation du bois (xylogenèse). Les températures plus élevées prévues pour l'avenir devraient faire avancer la formation du xylème au printemps, bien que les contraintes photopériodiques pourraient limiter les réponses de certaines espèces boréales et tempérées au réchauffement climatique. La plupart des études dans les climats tempérés et froids ont été réalisées dans des écosystèmes dans lesquels la fonte des neiges fournit une eau abondante, en particulier au début des saisons de croissance, les précipitations sont fréquentes au printemps et en été et la disponibilité de l'eau n'est pas un facteur limitant pour la formation du xylème. On sait peu de choses sur l'effet des précipitations sur le début de la xylogenèse dans les zones froides sujettes à la sécheresse.
Un article récent dans Annals of Botany surveille la xylogenèse dans Juniperus przewalskii dans des conditions extrêmement sèches sur le nord-est du plateau tibétain et constate que les précipitations au début de la saison de croissance peuvent être un déclencheur critique de la xylogenèse lorsque les conditions thermiques sont favorables. La croissance du xylème montre une réponse positive et significative aux précipitations mais pas à la température. Le retard dans l'initiation de la xylogenèse dans des conditions extrêmement sèches semble être une stratégie d'évitement du stress contre la défaillance hydraulique.
La hausse des températures depuis la fin des années 1970 a accru l'aridité dans de nombreuses régions continentales du globe, exposant en particulier les forêts semi-arides à un stress supplémentaire. Un tel stress hydrique peut retarder l'initiation de la xylogenèse, réduire la production cellulaire ou contribuer au déclin de la croissance radiale. Une surveillance à long terme est nécessaire pour détecter les seuils potentiels de précipitations ou d'humidité du sol pour le début de la xylogenèse.
Ren, P., Rossi, S., Gricar, J., Liang, E., & Cufar, K. (2015) Les précipitations sont-elles un déclencheur de la xylogenèse chez Juniperus przewalskii sur le plateau tibétain du nord-est ? Annals of botanical, 115(4) : 629-639
Une série d'études ont montré que la température déclenche l'apparition de la xylogenèse des arbres après la dormance hivernale. Cependant, on ne sait pas si et comment la disponibilité de l'humidité influence la xylogenèse au printemps dans les zones sujettes à la sécheresse.
La xylogenèse a été suivie chez cinq genévriers Qilian matures (Juniperus przewalskii) par microcarottage de 2009 à 2011 dans une zone semi-aride du nord-est du plateau tibétain. Un modèle physique simple de production de cellules de xylème a été développé et sa sensibilité a été analysée. La relation entre le climat et la croissance a ensuite été évaluée à partir des données hebdomadaires de production de bois et des données climatiques du site d'étude.
L'apparition tardive de la xylogenèse en 2010 correspondait à une valeur négative de l'indice standardisé d'évapotranspiration des précipitations (SPEI) et à une période continue sans pluie au début du mois de mai. La principale période de formation du bois a eu lieu en juin et juillet, et des conditions plus sèches de mai à juillet ont conduit à un plus petit nombre de cellules de xylème. Des conditions sèches en juillet pourraient entraîner un arrêt précoce de la différenciation du xylème. Le nombre final de cellules de xylème était principalement déterminé par le taux de production moyen plutôt que par la durée de la production de nouvelles cellules. La croissance du xylème a montré une réponse positive et significative aux précipitations, mais pas à la température.
Les précipitations à la fin du printemps et en été peuvent jouer un rôle critique dans le début de la xylogenèse et de la production de cellules xylèmes. Le retard dans l'initiation de la xylogenèse dans des conditions extrêmement sèches semble être une stratégie d'évitement du stress contre la défaillance hydraulique. Ces découvertes pourraient ainsi démontrer une adaptation évolutive du genévrier Qilian aux conditions extrêmement sèches du nord-est du plateau tibétain.
