Thèse soutenue

Diversité et variabilité de l’architecture vasculaire et hydraulique de la pousse feuillée chez des arbres de canopée d’une forêt tropicale humide

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Sébastien Levionnois
Direction : Patrick Heuret
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Ecologie végétale - Biologie végétale
Date : Soutenance le 13/12/2019
Etablissement(s) : Guyane
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Diversités, santé et développement en Amazonie (Cayenne)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie des Forêts de Guyane (UMR EcoFoG) - Laboratoire AMAP - Laboratoire de modélisation mathématique et d'architecture des plantes (Montpellier) - Écologie des Forêts de Guyane (UMR EcoFoG) - Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations / UMR AMAP
Jury : Président / Présidente : Jean-Christophe Domec
Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Chave, Eric Marcon
Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Herbette, Pierre-Eric Lauri

Résumé

FR  |  
EN

Les traits hydrauliques sont reliés aux fonctions fondamentales du transport de l’eau dans la plante et de la résistance à la sécheresse, déterminant l’écologie, l’évolution, et les processus en lien avec le changement climatique pour les plantes. Cependant, ces traits restent que peu documentés pour les forêts tropicales humides, empêchant de mieux comprendre l’écologie des arbres tropicaux et le futur des forêts tropicales. À partir d’une approche générale s’intéressant à la structure (morphologie et anatomie) et au fonctionnement (physiologie) de la pousse feuillée au sein des arbres, cette thèse analyse la structure et le fonctionnement de la pousse feuillée des arbres, notamment dans la perspective de la résistance à la sécheresse. Cette thèse s’appuie sur un jeu de données général qui concerne 42 espèces d’arbres de canopée échantillonnées en forêt tropicale humide de Guyane, et qui illustre une large gamme de tailles de feuilles. Un second jeu de données, destiné à mieux comprendre les sources de variabilité intraspécifique, porte de l’espèce pionnière Cecropia obtusa Trécul (Urticaceae). Une première partie de la thèse vise à comprendre la coordination entre la feuille et la tige pour une large gamme de dimension foliaire, en analysant les changements morpho-anatomiques et fonctionnels soulignant la relation entre dimensions de la feuille et dimensions de la tige à l’échelle interspécifique. Ce cadre est aussi appliqué à l’échelle intraspécifique pour le modèle C. obtusa pour la relation pétiole-limbe. Comprendre les changements liés aux dimensions de la feuille permet ainsi d’investir correctement les effets ontogénétiques et saisonniers sur les traits foliaires vasculaires et hydrauliques pour C. obtusa. La seconde partie vise à mieux comprendre les mécanismes de résistance à la sécheresse de la pousse feuillée. En retenant 25 espèces, les déterminants anatomiques de la résistance à l’embolie par sécheresse des tiges et sont étudiés. Les différentes propriétés et mécanismes déjà connus pour des plantes tempérées sont abordés conjointement afin de conforter ou non leur existence et comprendre leurs contributions relatives. La segmentation de vulnérabilité (c.-a.d. la différenciation de résistance à l’embolie) à l’interface tige-feuille est également étudiée pour 20 espèces. Sa coordination avec la segmentation hydraulique (c.-à-d. différenciation de résistance hydraulique), qui est dérivée des études anatomiques réalisées dans la première partie, est étudiée. Je montre ainsi (i) un large spectre de variation pour la segmentation de vulnérabilité entre espèces, (ii) une relation positive avec la segmentation hydraulique, suggérant qu’il y a des espèces promouvant à la fois la segmentation hydraulique et la segmentation de vulnérabilité pour découpler le fonctionnement la feuille de la tige du point de vue hydraulique, et (iii) que la segmentation de vulnérabilité a un impact important sur le temps de dessiccation théorique de la pousse feuillée, confirmant que la segmentation de vulnérabilité est un mécanisme de résistance à la sécheresse. Dans une dernière partie, je teste le pouvoir prédictif des différents traits hydrauliques étudiés sur la distribution hydro-topographique des espèces, ainsi que l’impact du stress hydrique sur la croissance des arbres, à une échelle locale. Dans la Discussion générale, je discute de la signification fonctionnelle de la surface de la feuille et des traits de résistance à la sécheresse en forêt tropicale humide, ainsi que la relation potentielle entre la surface de la feuille et la résistance à la sécheresse.