La taille des feuilles des plantes dépend des contraintes climatiques globales

Jeudi 5 Octobre 2017


Rappelons d’abord l’importance des feuilles pour la plante. Les feuilles sont le siège de la photosynthèse ; dans leurs chloroplastes elles fabriquent, à partir de l’énergie solaire, des sucres qui sont les réserves d’énergie chimique du monde vivant. Dans les mitochondries a lieu la respiration : les sucres y sont convertis en molécules circulantes qui vont fournir l’énergie nécessaire à la synthèse de toutes les autres molécules cellulaires. Par ses alvéoles, la feuille échange avec l’extérieur le gaz carbonique repris par la photosynthèse, l’oxygène oxydant de la respiration et la vapeur d’eau qui régule la température de la feuille. Enfin les cellules foliaires sont le lieu d’une intense activité métabolique créatrice et destructrice de molécules ; ce métabolisme  est indispensable au fonctionnement de la plante.

Toutes ces fonctions sont influencées par les différentes composantes du climat : la photosynthèse s’accroit avec la température mais en même temps la respiration augmente ; il en résulte  une dégradation accélérée défavorable des réserves sucrées. Le métabolisme est aussi très sensible aux conditions thermiques, il cesse quand les températures sont trop bases et se ralentit à mesure qu’elles deviennent trop élevées. Ainsi il existe une température optimale caractéristique de l’espèce en relation avec son milieu d’adaptation. Les pertes en eau de la plante en climat aride vont être limitées par la diminution de la densité des stomates, par l’épaisseur de la cuticule cirée de la feuille et sa réflexivité élevée vis-à-vis des radiations solaires, enfin par sa position relative à l’éclairement : les feuilles retombantes recevant moins d’énergie radiante que les feuilles étalées.  Il est un dernier caractère qui va jouer un rôle fondamental dans cette adaptation aux caractéristiques climatiques c’est la taille de la feuille celle-ci varie de manière importante dans le monde végétal, il est des espèces dont la surface de la feuille est inférieure à 1mm2, d’autres dont la surface est supérieures au 1 m2.

Des chercheurs* se sont intéressés à la variation de la taille des feuilles en relation avec les caractéristiques climatiques du site dans lequel la plante vit ; ils ont  pour cela compilé des données sur 7670 espèces sur 680 sites non agricoles. A chaque site ils ont établi une moyenne pour chaque espèce de la valeur de la surface projetée des feuilles ou des folioles.

La surface des feuilles varie d’une espèce à l’autre d’un ordre de grandeur de cinq. D’une manière générale les arbres ont des feuilles plus grandes que les buissons ou les herbes. Il existe un important effet lié à la famille à laquelle appartient l’espèce, ainsi on trouve de très grandes feuilles chez les Magnoliacées et des très petites chez les Fabacées. Enfin la taille de la feuille est fortement corrélée aux variables climatiques : moyenne des températures du site au cours des mois le plus chaud, irradiation et humidité. Les combinaisons des variables climatiques expliquent la plus grande part de la variation de la surface des feuilles.

Selon ces chercheurs, la clé expliquant les variations géographiques de la taille des feuilles réside dans la différence de température qui existe entre la feuille et l’air environnant. Cette différence reflète la balance énergétique de ce que la feuille reçoit  et de ce qu’elle perd. Les pertes sont atténuées par des feuilles petites, au contraire quand les gains seront élevés la feuille sera grande. Ainsi s’explique une observation écologique ancienne : les feuilles des plantes sont plus grandes lorsqu’on se déplace des régions septentrionales vers l’équateur.


*Ian J. Wright et al. Science 1 septembre 2017, N° 6354, pp.817-920.



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