La canopée de la forêt tropicale
30 juillet 2012
Les lianes, les vignes et les lianes (lianes ligneuses) sont abondantes dans la canopée et constituent une proportion importante de la végétation des forêts tropicales humides. Il existe plus de 2 500 espèces de lianes appartenant à environ 90 familles. Elles vont des petites lianes indiscrètes qui poussent contre l’arbre aux lianes géantes épaisses comme des arbres qui semblent suspendues au milieu de la forêt, indépendamment des arbres. Certaines des plus grandes lianes ligneuses peuvent dépasser 3 000 pieds de long. Le rotin, une liane, est bien connu pour son utilisation dans les meubles et les cordes. Le rotin produit également de gros fruits comestibles – un favori des primates.
Les lianes sont des lianes qui commencent leur vie sur le sol comme de petits arbustes autoportants et dépendent d’autres plantes pour atteindre l’environnement riche en lumière de la canopée supérieure. Comme les lianes utilisent l’architecture d’autres plantes pour se soutenir, elles consacrent relativement peu de moyens au soutien structurel et allouent plutôt plus de ressources à la production de feuilles et à l’allongement de la tige/racine pour une croissance rapide. Comme les lianes sont enracinées tout au long de leur vie (contrairement à d’autres parasites structurels comme les épiphytes et les hémipiphytes), elles ne prennent rien à l’arbre, sauf le support.
Dans un article de 2002, Schnitzer et Bongers passent en revue certains des mécanismes utilisés par les lianes pour s’élever dans les hauteurs de la canopée. « Les lianes ont une variété d’adaptations pour se fixer à leur hôte et grimper vers la canopée de la forêt », expliquent les scientifiques. « Ces adaptations comprennent l’entortillement de la tige, des vrilles agrippantes provenant de modifications de la tige, des feuilles et des branches, des épines et des pointes qui attachent la liane à son hôte, des poils adhésifs pointant vers le bas, et des racines adhésives et adventives…. La proportion relative de lianes dotées de différents mécanismes d’escalade pourrait être directement influencée par le stade de succession ou le régime de perturbation de la forêt. »
Après avoir atteint la canopée, les lianes et les vignes se propagent d’arbre en arbre, et dans certaines forêts, leurs feuilles peuvent représenter 40 % des feuilles de la canopée.
Les hémipiphytes s’appuient sur une stratégie différente. Ces plantes commencent leur vie dans la canopée en tant qu’épiphytes et se développent jusqu’au sol. Les hémiépiphytes se développent extrêmement lentement en raison des conditions sèches dans la canopée, mais une fois que les racines atteignent le sol et puisent dans les nutriments de la litière de feuilles, les taux de croissance s’accélèrent. L’un des hémiépiphytes les plus connus est le Figuier étrangleur.
Les lianes font partie des nombreuses espèces de la forêt tropicale qui modifient la structure de leurs feuilles au cours de leur croissance. Les plantes, en particulier celles de la famille des Araceae, commencent comme des arbustes sur le sol de la forêt et gravitent vers des objets sombres, généralement des troncs d’arbres. Lorsqu’elles atteignent l’arbre, les plantes grimpantes se développent verticalement en haut de l’arbre, retenues par les feuilles triangulaires aplaties. Les feuilles sont positionnées de manière à capter la lumière réfléchie. Une fois que la vigne atteint les régions supérieures lumineuses de la canopée, les feuilles sont modifiées pour s’éloigner de l’arbre afin d’intercepter plus de lumière solaire directe.
Les lianes sont un énorme problème pour les arbres des forêts tropicales, et de nombreuses espèces ont développé des moyens de décourager leur croissance. De nombreux palmiers et fougères arborescentes laissent régulièrement tomber leurs frondes, tandis que d’autres arbres peuvent perdre des membres pour se débarrasser des lianes. Francis Putz, qui a étudié les lianes panaméennes, a suggéré qu’il pouvait être avantageux pour les arbres de se déphaser par rapport à leurs voisins, car cela aurait tendance à rompre les liens entre les lianes et à les entortiller, coupant ainsi les systèmes de transport. Certaines lianes se sont adaptées à ce mécanisme en s’enroulant et en se courbant de manière à ressembler à des ressorts et à mieux absorber le choc.
Les lianes jouent un rôle important dans la dynamique forestière « notamment en supprimant la régénération des arbres, en augmentant la mortalité des arbres, en fournissant une source de nourriture précieuse pour les animaux, et en reliant physiquement les arbres entre eux, fournissant ainsi un accès de canopée à canopée pour les animaux arboricoles. » Schnitzer et Bongers (2002). En outre, les lianes contribuent à la diversité végétale globale des forêts tropicales (en particulier dans et autour des trouées de lumière et des lisières de forêt où les lianes sont particulièrement abondantes en raison de la disponibilité accrue de lumière). Grâce à leur production photosynthétique élevée et à leur biomasse importante, les lianes contribuent également de manière significative à la séquestration du carbone.
En 2005, des chercheurs ont fait des découvertes surprenantes sur les lianes. En utilisant des données provenant de 69 forêts tropicales du monde entier, Stefan Schnitzer, de l’Université du Wisconsin-Milwaukee (UWM), a constaté que l’abondance des lianes est corrélée négativement avec les précipitations et positivement avec la saisonnalité, un schéma précisément opposé à la plupart des autres types de plantes. M. Schnitzer pense que les racines profondes et les systèmes vasculaires efficaces des lianes leur permettent de subir moins de stress hydrique pendant les sécheresses saisonnières, alors que de nombreux concurrents sont en dormance, ce qui donne aux lianes un avantage concurrentiel pendant la saison sèche. Le professeur adjoint de biologie à l’UWM a testé son hypothèse dans le centre du Panama et a constaté que « les lianes ont grandi environ sept fois plus en hauteur que les arbres pendant la saison sèche, mais seulement deux fois plus pendant la saison humide ». Selon M. Schnitzer, si cet avantage lié à la saison sèche peut permettre aux lianes d’accroître leur abondance dans les forêts saisonnières, dans les forêts humides où les précipitations durent toute l’année, les lianes ne bénéficient pas de cet avantage, car les plantes concurrentes sont rarement limitées par l’eau. Dans une deuxième étude, Schnitzer a fait équipe avec Mirjam Kuzee et Frans Bongers de l’Université de Wageningen aux Pays-Bas pour constater que les lianes jouent un rôle substantiel dans la limitation de la croissance des jeunes plants dans les forêts tropicales perturbées et secondaires par le biais de la concurrence souterraine (racines) et de la concurrence aérienne (lumière) et du stress mécanique.
AUTRES RELATIONS PLANTES ET ANIMAUX
Les arbres de la canopée coexistent avec les insectes depuis des millions d’années et beaucoup ont développé des relations uniques au-delà de la pollinisation. Les myrmécophytes ou plantes-fourmis sont communes dans la forêt tropicale. Par exemple, en Amérique du Sud, l’arbre cecropia est colonisé par les fourmis azteca. L’arbre est segmenté comme un bambou, offrant des compartiments pour la colonisation des fourmis. Une reine établit un nid dans l’une des chambres creuses, tandis que les autres cellules sont habitées par des ouvrières jusqu’à ce que l’arbre entier devienne une colonie. Les ouvrières défendent la plante contre tous les envahisseurs, y compris les insectes et les épiphytes, mais elles n’attaquent pas les paresseux à trois doigts qui se nourrissent exclusivement de feuilles de cecropia. La plante incite les fourmis ouvrières à rester et à la protéger en leur offrant de l’huile et des sucres fournis par les poils des feuilles et des structures spéciales à la base de la tige des feuilles.
Un autre exemple de fourmis et de plantes travaillant ensemble a été documenté dans un article de 2005 par des chercheurs de l’Université de Stanford. L’équipe a constaté que Cedrela odorata, une espèce de cèdre, est agressivement protégé par des fourmis (Myrmelachista schumanni) qui débarrassent toute la végétation de la zone entourant la plante. Le contrôle de la végétation autour de ces arbres est si efficace que les habitants croient que les esprits maléfiques de la forêt sont responsables des défrichements, appelés « jardins du diable ». Les chercheurs ont déterminé que les fourmis, et non des êtres surnaturels, tuent les plantes environnantes en injectant une toxine appelée acide formique dans les feuilles. Une seule colonie de fourmis comptant jusqu’à 3 millions d’ouvrières et 15 000 reines peut entretenir un jardin typique, qui peut avoir plus de 800 ans, selon les calculs des chercheurs.
D’autres espèces végétales entretiennent des relations similaires avec les fourmis, notamment certaines espèces d’orchidées, les broméliacées, les Acacia et les Rubiaceae, entre autres. Pour en savoir plus sur ces relations fourmis-plantes, consultez https://biology.bangor.ac.uk/treborth/Epiphytes/Epiphytes-symbioses.html et waynesword.palomar.edu/acacia.htm
De nombreuses espèces d’arbres ont des mécanismes et des stratégies pour empêcher les épiphytes encombrants, qui peuvent ajouter tellement de poids (surtout lorsqu’ils sont pleins d’eau après une tempête de pluie) qu’ils font basculer l’arbre. L’arbre « indien nu » ou gumbo limbo d’Amérique du Sud et l’arbre krystonia d’Asie du Sud-Est font partie des nombreuses espèces d’arbres dont l’écorce s’écaille pour empêcher les épiphytes et les lianes de s’accrocher ou de trouver un endroit approprié pour commencer leur croissance. D’autres espèces produisent des toxines dans leur écorce pour éviter l’infestation par les parasites et pour décourager la croissance des épiphytes et des lianes.
Questions à examiner :
- Qu’est-ce qu’une liane ?
- Comment les fourmis et certaines espèces d’arbres bénéficient-elles mutuellement de leur relation symbiotique ?
Autres versions de cette page
espagnol | français | portugais | chinois | japonais
Suite / Suivant :
