L’arbre paysan

Thèse de Marianne Lang : L’arbre paysan : comment les signaux mécaniques augmentent la résilience des plantes par la dormance

Encadrement : Olivier Hamant (RDP, Lyon) et Bruno Moulia (PIAF, Clermont-Ferrand)

Partenaires (non exhaustif) : Pépinières des trognes, Nathalie Blanc (LADYSS, Paris), Thierry Boutonnier (Lyon)

Le développement des plantes est modulaire : les formes des plantes dépendent principalement de la croissance post-embryonnaire, par le biais du maintien des cellules souches dans les méristèmes. A cet égard, les adaptations architecturales aux activités humaines sont courantes. Le cas des arbres têtards ou trognes, dont toutes les branches supérieures et latérales sont taillées, illustre cette remarquable plasticité. Les trognes développent en effet un phénotype caractéristique avec une épaisseur de tronc accrue et des réitérations massives de pousses. Depuis le Néolithique, cette pratique rurale a été une source essentielle de bois et de fourrage renouvelables, avant de décliner avec l’avènement de l’ère moderne. L’agriculture conventionnelle est de plus en plus sous le feu des projecteurs pour ses externalités négatives (émission de gaz à effet de serre,
pollution, dépendance aux énergies fossiles, perte de biodiversité, désertification...) et pour sa faible résilience. Dans cette optique, les trognes retrouvent une pertinence agronomique. En effet, l’écimage augmente de manière contre-intuitive la longévité et la biomasse produite par les arbres en les maintenant dans un état partiellement juvénile. Ils sont des puits de carbone de carbone, des points chauds pour la recolonisation de la biodiversité et font preuve d’une robustesse spectaculaire face aux conditions climatiques extrêmes.
Pourtant, on ignore comment les trognes parviennent à tout cela. Le projet de thèse de Marianne Lang a pour objectif d’en élucider certains des principes fondamentaux, via une approche de science citoyenne et interdisciplinaire.

L’une des caractéristiques frappantes des arbres paysans (aussi appelés têtards ou trognes) est leur tronc épais qui stocke l’énergie métabolique. Nous émettons l’hypothèse que cette croissance secondaire accrue n’est pas seulement un compartiment de stockage passif, mais génère également une compression dans les tissus internes qui peut déclencher une reprogrammation complète des tissus, et notamment la dormance du cambium. En d’autres termes, l’élagage peut modifier indirectement l’état mécanique du tissu, entraînant une robustesse métabolique et mécanique accrue. Cela fait écho aux résultats obtenus dans les disques alaires de la drosophile, où la croissance différentielle déclenche une compression et arrête les divisions cellulaires (Shraiman, 2005). De tels conflits mécaniques dérivés de la croissance contribuent également à la forme finale des organes chez les plantes (Hervieux et al., 2016). L’équipe hôte de Lyon a récemment montré que la compression dérivée de la croissance dans les tissus végétaux peut entraîner des modifications massives de la chromatine (Fal et al., 2021). Chez les têtards, la dormance pourrait être levée après l’élagage des branches latérales conduisant à des réitérations massives de pousses. En d’autres termes, la compression et le contenu en métabolites s’accumuleraient dans le tronc, et les deux seraient libérés lors des réitérations. Pour tester cette hypothèse, nous utiliserons une caractérisation multi-échelle des processus de développement déclenchés par l’écimage. Nous nous concentrerons particulièrement sur les interactions mécaniques et hormonales entre l’activité du cambium, des méristèmes apicaux et des méristèmes racinaires chez les têtards.
Après l’élagage, interactions entre les têtards et les mycorhizes pourraient également être renforcées, probablement en raison d’une stimulation métabolique du microbiome du sol. Cela pourrait augmenter la biodiversité du sol et expliquer en partie pourquoi les têtards sont des points chauds de la biodiversité. Pour étudier ces relations, nous lancerons une approche de science citoyenne pour observer les changements possibles dans la composition du sol et des inventaires de biodiversité pourraient être menés avec des citoyens et une association locale (Des Espèces Parmi’ Lyon) pendant le développement des têtards dans un environnement urbain (pépinière urbaine Gratte Terre, Villeurbanne). Cela permettrait à cette recherche fondamentale d’avoir des applications possibles pour la résilience territoriale, une préoccupation croissante dans l’Anthropocène.

Article publié ou modifié le

3 novembre 2021