Alors que les fleurs et les feuilles capturent notre attention, le monde invisible sous le sol est tout aussi vital pour la survie des plantes et l’équilibre écologique. Cette vérité s’applique non seulement aux racines fines acquises, mais aussi aux gros organes sous terre qui contiennent des secrets largement indicibles sur la persistance et la reproduction. Les plantes clonales pérennes s’appuient sur des structures sous terre robustes comme les rhizomes, les tubercules et les ampoules pour se régénérer après des saisons sévères. Ces organes stockent les glucides, les bourgeons de maison pour repousser et soutiennent la reproduction végétative. Malgré leurs rôles critiques, les organes grossiers sous terre (généralement représentés par les rhizomes) restent des étrangers en écologie végétale et sont souvent négligés.
Un spécimen de deux ans de Tanaceum vulgaireavec le développement de rhizomes hypogeogènes (rhizomes portés sous terre). La biomasse et les racines au-dessus du sol ont été partiellement supprimées. Photo de Jana Martínková.
Nos recherches récentes ont cherché à découvrir la dynamique du développement des rhizomes et sa relation avec les préférences de l’habitat des parties et de l’espèce et des espèces – un sujet qui est resté largement inexploré. Cette étude de trois ans de 20 espèces d’herbes rhizomateuses a révélé des informations intrigantes sur la façon dont ces plantes équilibrent les stratégies de croissance supérieures et sous-sol.
L’une de nos principales découvertes a confirmé que le développement saisonnier, ainsi que l’ontogenèse, de parties centrales et sous terre, suivent des trajectoires distinctes. Les structures aériennes comme les feuilles et les tiges se développent rapidement, entraînées par les demandes de croissance saisonnières. En revanche, les organes sous terre tels que les rhizomes prennent plus de temps à se développer, nécessitant souvent plusieurs années. Ce rythme plus lent reflète leur nature vivace et leurs investissements à long terme dans le stockage des glucides et la propagation clonale. Ces résultats mettent en évidence l’importance d’étudier les plantes comme systèmes intégrés, où les parties supérieures et sous terre sont profondément interconnectées.
Une seule plante expérimentale de Betonica officinalis Après sa troisième année. B. officinalis développe des rhizomes épigéogènes (rhizomes portés au sol). La plante a été divisée en plusieurs pièces pour faciliter la séparation des rhizomes pour l’analyse. La biomasse et les racines au-dessus du sol ont été partiellement supprimées. Photo de Jana Martínková.
Un rôle important des rhizomes est leur capacité de stockage des glucides comme l’amidon, les fructans et bien d’autres. Ce stockage sert plusieurs fins importantes, comme fournir de l’énergie pour la repousse rapide et aider à se protéger contre les dommages au gel. Dans notre étude, nous avons examiné comment la phénologie – dans notre cas, le moment de la floraison – influence le développement du stockage des glucides pendant les saisons et l’ontogenèse végétale. Les espèces à fleurs précoces ont généralement besoin de grandes quantités de stockage de glucides afin qu’elles puissent repousser rapidement après avoir gelé les hivers, en les exposant au risque de sorts de froid. Cependant, les espèces à fleurs ultérieures évitent ce risque et n’ont donc pas nécessairement besoin d’un tel stockage aussi important. Bien que nos résultats ne soient pas pleinement concluants, les espèces rhizomateuses précoces et tardives ont présenté ces différences attendues dans les stratégies de stockage des glucides, soulignant davantage l’interaction entre le moment de la croissance et les mécanismes de survie.
Un spécimen de 3 ans de Campanula Rotundifolia. Cette espèce développe des rhizomes hypogeogènes (rhizomes portés sous terre). La biomasse et les racines au-dessus du sol ont été partiellement supprimées. Photo de Jana Martínková.
Notre étude a également évalué si des modèles distincts de développement des rhizomes affectent leur développement saisonnier et leur ontogénie. Il existe deux types morphologiques et de développement de rhizomes: les rhizomes épigéogènes, qui commencent la croissance des rhizomes par le haut et sont ensuite tirés sous terre, et des rhizomes hypogéogènes, qui se forment entièrement sous terre. Nous avons constaté que les rhizomes hypogeogènes avaient des structures plus solides avec une teneur en carbone plus élevée (C%) dans les racines et une plus grande teneur en matière sèche dans les racines et les rhizomes que les rhizomes épigéogènes. Ces traits les rendent probablement plus coûteux à développer, mais mieux adaptés pour la croissance sous-sol depuis le début. Fait intéressant, les deux types de rhizomes diffèrent également dans leurs stratégies de reproduction par rapport à l’ontogenèse. Alors que les espèces atteints de rhizomes hypogeogènes investissent préférentiellement dans la multiplication clonale et les organes souterrains, les espèces avec des rhizomes épigéogènes investissent davantage pour la reproduction génératrice au-dessus du sol, c’est-à-dire la floraison et la production de graines.
En explorant la moitié cachée des plantes, nous gagnons une appréciation plus profonde pour l’interdépendance de la croissance supérieure et sous terre. Les rhizomes et autres organes grossiers sous terre révèlent des stratégies qui garantissent la survie, la résilience et la reproduction dans des environnements difficiles. Notre recherche rappelle que les plantes sont plus que ce qui rencontre l’œil et ce qui peut être révélé dans des études à court terme. En intégrant des études sur les traits sous terre et au-dessus du sol, et en laissant les plantes développer leurs organes pérendants, nous pouvons débloquer une compréhension plus complète de l’écologie des plantes, ouvrant la voie à des efforts de conservation et de restauration plus efficaces.
27/02/2025
Comment les rhizomes façonnent l’ontogenèse et la croissance de la plante entière |
Jana Martínková (Exfum1), Institut de botanique de l’Académie tchèque des sciences, discute de son article: La moitié cachée de l’ontogenèse et de la dynamique saisonnière dans les herbes vivaces
Alors que les fleurs et les feuilles capturent notre attention, le monde invisible sous le sol est tout aussi vital pour la survie des plantes et l’équilibre écologique. Cette vérité s’applique non seulement aux racines fines acquises, mais aussi aux gros organes sous terre qui contiennent des secrets largement indicibles sur la persistance et la reproduction. Les plantes clonales pérennes s’appuient sur des structures sous terre robustes comme les rhizomes, les tubercules et les ampoules pour se régénérer après des saisons sévères. Ces organes stockent les glucides, les bourgeons de maison pour repousser et soutiennent la reproduction végétative. Malgré leurs rôles critiques, les organes grossiers sous terre (généralement représentés par les rhizomes) restent des étrangers en écologie végétale et sont souvent négligés.
Nos recherches récentes ont cherché à découvrir la dynamique du développement des rhizomes et sa relation avec les préférences de l’habitat des parties et de l’espèce et des espèces – un sujet qui est resté largement inexploré. Cette étude de trois ans de 20 espèces d’herbes rhizomateuses a révélé des informations intrigantes sur la façon dont ces plantes équilibrent les stratégies de croissance supérieures et sous-sol.
L’une de nos principales découvertes a confirmé que le développement saisonnier, ainsi que l’ontogenèse, de parties centrales et sous terre, suivent des trajectoires distinctes. Les structures aériennes comme les feuilles et les tiges se développent rapidement, entraînées par les demandes de croissance saisonnières. En revanche, les organes sous terre tels que les rhizomes prennent plus de temps à se développer, nécessitant souvent plusieurs années. Ce rythme plus lent reflète leur nature vivace et leurs investissements à long terme dans le stockage des glucides et la propagation clonale. Ces résultats mettent en évidence l’importance d’étudier les plantes comme systèmes intégrés, où les parties supérieures et sous terre sont profondément interconnectées.
Un rôle important des rhizomes est leur capacité de stockage des glucides comme l’amidon, les fructans et bien d’autres. Ce stockage sert plusieurs fins importantes, comme fournir de l’énergie pour la repousse rapide et aider à se protéger contre les dommages au gel. Dans notre étude, nous avons examiné comment la phénologie – dans notre cas, le moment de la floraison – influence le développement du stockage des glucides pendant les saisons et l’ontogenèse végétale. Les espèces à fleurs précoces ont généralement besoin de grandes quantités de stockage de glucides afin qu’elles puissent repousser rapidement après avoir gelé les hivers, en les exposant au risque de sorts de froid. Cependant, les espèces à fleurs ultérieures évitent ce risque et n’ont donc pas nécessairement besoin d’un tel stockage aussi important. Bien que nos résultats ne soient pas pleinement concluants, les espèces rhizomateuses précoces et tardives ont présenté ces différences attendues dans les stratégies de stockage des glucides, soulignant davantage l’interaction entre le moment de la croissance et les mécanismes de survie.
Notre étude a également évalué si des modèles distincts de développement des rhizomes affectent leur développement saisonnier et leur ontogénie. Il existe deux types morphologiques et de développement de rhizomes: les rhizomes épigéogènes, qui commencent la croissance des rhizomes par le haut et sont ensuite tirés sous terre, et des rhizomes hypogéogènes, qui se forment entièrement sous terre. Nous avons constaté que les rhizomes hypogeogènes avaient des structures plus solides avec une teneur en carbone plus élevée (C%) dans les racines et une plus grande teneur en matière sèche dans les racines et les rhizomes que les rhizomes épigéogènes. Ces traits les rendent probablement plus coûteux à développer, mais mieux adaptés pour la croissance sous-sol depuis le début. Fait intéressant, les deux types de rhizomes diffèrent également dans leurs stratégies de reproduction par rapport à l’ontogenèse. Alors que les espèces atteints de rhizomes hypogeogènes investissent préférentiellement dans la multiplication clonale et les organes souterrains, les espèces avec des rhizomes épigéogènes investissent davantage pour la reproduction génératrice au-dessus du sol, c’est-à-dire la floraison et la production de graines.
En explorant la moitié cachée des plantes, nous gagnons une appréciation plus profonde pour l’interdépendance de la croissance supérieure et sous terre. Les rhizomes et autres organes grossiers sous terre révèlent des stratégies qui garantissent la survie, la résilience et la reproduction dans des environnements difficiles. Notre recherche rappelle que les plantes sont plus que ce qui rencontre l’œil et ce qui peut être révélé dans des études à court terme. En intégrant des études sur les traits sous terre et au-dessus du sol, et en laissant les plantes développer leurs organes pérendants, nous pouvons débloquer une compréhension plus complète de l’écologie des plantes, ouvrant la voie à des efforts de conservation et de restauration plus efficaces.
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