Le secret des feuilles à longue durée de vie

Les feuilles d’arbre de puzzle de singe peuvent vivre pendant plus de deux décennies. Et Picea poussant dans les montagnes Gongga en Chine peut prospérer pendant des milliers d’années, poussant lentement dans des environnements sévères avec des feuilles qui durent en moyenne vingt ans.

D’autre part, les feuilles d’érable durent une saison, tandis que les feuilles de bleuets peuvent ne durer que trois mois. Alors, qu’est-ce qui détermine la durée de vie d’un arbre feuille?

La réponse à cette question superficiellement simple est rapportée aujourd’hui dans un article du Avancées scientifiques par une équipe internationale de chercheurs de Chine, du Royaume-Uni, du Japon, de Norvège, des États-Unis et d’Australie.

“Tout dépend des choix économiques auxquels sont confrontées les usines”, déclare le premier auteur, le Dr Han Wang de l’Université Tsinghua à Pékin.

“Nous savions déjà que les conifères et autres arbres à feuilles persistantes produisent des feuilles plus durables plus ils sont proches des pôles”, dit-elle. “Les arbres à feuilles caduques font le contraire. Leurs feuilles les plus durables se trouvent sous les tropiques.”

“Et nous savions que les feuilles à longue durée de vie ont tendance à être plus dures et plus épaisses, et plus chères à construire.”

“Maintenant, nous avons identifié les principaux facteurs environnementaux en jeu et les avons résumés en deux équations”, dit-elle. “Ces traits économiques foliaires sont fondamentaux pour la cycle du carbone et l’économie des nutriments.”

L’équipe a testé leurs équations en utilisant des données provenant de milliers d’espèces de centaines d’écosystèmes, tirées de la base de données sur les traits des plantes de Chine et du réseau mondial des traits des plantes.

“Chaque espèce essaie essentiellement de trouver le meilleur moyen de maximiser l’absorption du carbone”, déclare le co-auteur, le professeur Ian Wright de l’Université Macquarie et de l’Université Western Sydney.

“Les conifères à feuilles persistantes qui poussent dans des sols pauvres dans des régions où l’hiver est long et froid ne peuvent prospérer que s’ils investissent à long terme dans leurs feuilles. Alors que arbres à feuilles caduquescomme l’érable, se précipitent pour créer de nouvelles feuilles et capturer le carbone au soleil d’été avant la chute des feuilles en automne », dit-il. « La décision économiquement rationnelle pour un érable est d’investir dans des feuilles à croissance rapide, bon marché mais fragiles.

Les plantes ont été soumises à de profonds changements climatiques au cours de leur évolution. La glaciation et d’autres changements importants et parfois rapides des temps géologiques récents ont entraîné des changements majeurs dans la végétation. Les impact humain sur le climat et l’impact direct sur la végétation s’ajoutent aux forces qui façonnent communautés végétalesd’une manière qui ne reste que partiellement comprise.

Les chercheurs proposent que cette recherche expliquera non seulement ce qui pousse où aujourd’hui, mais qu’elle fera également passer l’écologie dans une science prédictive qui :

• permettre des modèles climatiques mondiaux et régionaux meilleurs et plus précis
• permettre aux gestionnaires des terres de mieux modéliser les forêts et autres végétations, et de prédire comment le changement climatique affectera les écosystèmes
• permettre une meilleure estimation du rendement des cultures et de l’impact du changement climatique sur l’agriculture.

L’équipe mondiale comprend également des chercheurs de l’Imperial College London, de l’UNSW Sydney, de l’Université Cornell, de l’Université préfectorale d’Ishikawa et de l’Université d’Oslo. Liste complète ci-dessous.

L’article s’appuie sur vingt années de recherche menées par le professeur Mark Westoby et le professeur Ian Wright de l’Université Macquarie.

Leur article de 2004 dans La nature“Le spectre économique mondial des feuilles” a été cité plus de 7 500 fois et a été suivi d’articles sur la capacité photosynthétique des feuilles, les coûts de respiration des feuilles, la concentration en azote des feuilles, la taille des feuilles et, maintenant, la durée de vie des feuilles.

“Ce corpus de travaux a transformé l’écologie”, déclare le professeur Nathan Hart, directeur de la faculté des sciences naturelles de l’Université Macquarie. “C’est également essentiel pour les travaux en cours des chercheurs de Macquarie sur l’impact des invasions de plantes, la résilience des espèces horticoles à changement climatiqueet la forme et la fonction des espèces végétales sur les milliers d’îles qui entourent le continent australien.”