Le vent a longtemps été considéré comme un alea majeur pour les plantes cultivées, mais comme un facteur mineur de leur croissance. Or dès que les plantes ont colonisé la terre ferme, elles se sont trouvées face à un challenge majeur : elles ne pouvaient plus flotter et l’accès à la dimension verticale et à la lumière requérait des tiges rigides, mais qui constituaient un bras de levier amplifiant l’effet mécanique du vent sur le feuillage et donc le risque de casse. Cette pression de sélection a conduit à la réaffectation de mécanorécepteurs (déjà présents chez leurs ancêtres unicellulaires) à la perception du niveau d’exposition au vent des plantes, et à la modification de leur croissance, leur permettant de s’acclimater de manière adaptée.
Depuis trois décennies, les travaux en micrométéorologie, biomécanique et mécanobiologie ont permis de mesurer l’ampleur du contrôle de la croissance des plantes par la perception de leur exposition au vent, en conditions sylvicoles ou agricoles. Tous les compartiments de la croissance sont affectés : croissance caulinaire et racinaire6, croissance primaire et secondaire (quand celle-ci est présente)7. Ainsi l’effet de la perception des déformations sous la zone feuillée induit une réduction de 50 % de la croissance en hauteur de champs de luzerne, et une multiplication par 2 de la croissance radiale (et de la production de bois) de forêts de hêtres ou de pins10-12. Ces fortes modifications de la morphogenèse, de la croissance et du développement - un syndrome de réponses nommé « thigmomorphogenèse » - permettent à la plante d’accroître sa résistance au vent, même si l’efficacité de cette acclimatation adaptative varie suivant les espèces et leurs stratégies écologiques6,13. Les mécanismes mécanobiologiques permettant cette réponse commencent à être élucidés. Ainsi sur peuplier 2600 gènes sont régulés suite à une flexion de tige mimant le vent, et cette réponse met en jeu des phénomènes de pré-activation de voies de signalisation (priming) et d’accommodation.
Le vent est donc un facteur agronomique et sylvicole majeur. Or l’exposition aux effets mécaniques du vent est un facteur très variable et en partie modifiable. A large échelle, l’écoulement de vent peut être modifié par la structure du paysage en lien avec la topographie. A moyenne échelle, les lisières modifient le vent alors que des haies peuvent jouer comme brise-vent. Au sein du peuplement, une modulation de la densité du peuplement entraine une augmentation de la déflexion des plantes à même vent (du fait de la réduction des contacts entre plantes). Il a ainsi été montré récemment sur hêtre que la moitié de l’effet stimulant d’une éclaircie était due à la réponse thigmomorphogénétique à l’augmentation de la stimulation mécanique liée au vent, et non à la seule augmentation de l’accès aux ressources (lumière, sol…).
Enfin un milieu induisant une modification extrême de la stimulation par le vent est la serre. La perception par les plantes d’absence de stimulation mécanique déclenche une réaction généralement non souhaitée par les horticulteurs (ex surcroissance en hauteur) ; qui est généralement contrôlée par l’usage de raccourcisseurs chimiques. Or la recherche a montré que l’introduction d’une dose même minime de sollicitation mimant le vent était une alternative peu couteuse et « biologique ».
Au cours de cette séance les intervenantes et intervenants feront le point sur tous ces aspects.
Introduction, par Bruno MOULIA
Le vent et son interaction mécanique avec les plantes, par Sylvain DUPONT
Tenue des arbres au vent et acclimatation, par Jana DLOUHA
Mécanismes de contrôle de la croissance par la perception des déformations mécaniques au vent, par Nathalie LEBLANC-FOURNIER
Discussion
Conclusion, par Meriem FOURNIER
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21 май 2024
