Vent d'Autan

Lorsqu’elles s’attaquent à des environnements extrêmes, les mangroves ne respectent pas les mêmes règles que la plupart des autres plantes.

Les mangroves sont réputées pour leur capacité à prospérer dans des environnements salins difficiles, mais de nouvelles recherches révèlent que leurs feuilles présentent des propriétés particulières. Une étude de Guo-Feng Jiang et ses collègues, publiée dans Annales de botanique, ont examiné l’anatomie des feuilles de 13 espèces de mangroves à travers la Chine. Les chercheurs ont découvert que si les génomes des mangroves sont minuscules, leurs cellules foliaires sont surdimensionnées. L’anatomie des feuilles variait également en réponse au climat, avec des températures plus élevées liées à des cellules épidermiques plus petites et à des densités plus élevées de veines et de stomates.

Les mangroves sont bien adaptées à la vie dans un environnement que d’autres plantes pourraient trouver hostile. Par exemple, ils ont un degré élevé de tolérance au sel pour faire face à l’océan et aux racines aériennes qui permettent l’absorption d’oxygène dans les sols gorgés d’eau. Ils ont également de petits génomes, qui ont été liés à la tolérance au stress dans des recherches antérieures.

Les petits génomes pour les plantes leur permettent de réduire leur taille cellulaire minimale, et cela peut également permettre une plus grande densité de tassement cellulaire. Cela donne aux feuilles végétales l’avantage pratique d’améliorer la photosynthèse en permettant à plus de dioxyde de carbone de diffuser les cellules mésophylles dans le même volume de feuille.

Cependant, leur anatomie foliaire reste étonnamment flexible. La taille des cellules foliaires n’est pas définie de manière rigide par la taille du génome, comme chez les autres plantes, mais varie plutôt avec le climat. Jiang et ses collègues ont découvert que les sites plus froids avaient des cellules épidermiques plus grandes, tandis que les sites plus chauds avaient des cellules plus petites et des densités veineuses et stomatiques plus élevées, peut-être pour faciliter une transpiration accrue.

Curieusement, les stomates de la mangrove, les trous d’air dans les feuilles qui permettent aux gaz d’entrer et de sortir, étaient plus grands que les cellules épidermiques, contrairement à la plupart des plantes. Contrairement à la tendance habituelle, la taille des stomates a diminué avec l’augmentation de la taille du génome. Les chercheurs suggèrent que cela pourrait être lié à l’efficacité des mangroves dans l’ouverture et la fermeture des stomates, les aidant à réguler soigneusement la perte d’eau.

Les densités de veines et de stomates étaient également coordonnées, mais pas de la manière typique. Habituellement, des cellules épidermiques plus petites permettent des densités stomatiques plus élevées, mais la corrélation était indépendante de la taille des cellules épidermiques. Les chercheurs proposent que cela pourrait indiquer de nouvelles adaptations dans les mangroves pour optimiser les échanges gazeux et le transport de l’eau.

Jiang et ses collègues soutiennent que leurs résultats montrent qu’il y a quelque chose d’étrange dans l’allométrie, la relation entre la taille et la forme des plantes, chez les espèces de mangroves par rapport aux autres plantes. Ils ont écrit:

Notre analyse de 13 espèces de mangroves, dont quatre se sont produites sur plus d’un site, fournit des preuves solides que l’allométrie des cellules et des tissus dans les feuilles de mangrove est distincte des autres C₃ espèces d’angiospermes. Nos résultats soulignent que si les mangroves présentent certaines des mêmes relations de traits que les angiospermes non-mangrove, elles s’écartent de certaines manières potentiellement importantes, notamment en ce qu’elles ont des cellules de chaussée épidermique inhabituellement petites et de grandes cellules de garde. Malgré ces écarts par rapport aux autres angiospermes, les mangroves ont néanmoins atteint une conductance stomatique maximale théorique similaire. Étant donné que les feuilles sont composées de plusieurs types de cellules et que la taille du génome ne limite que la taille minimale des cellules, il peut exister de nombreuses combinaisons de tailles de cellules finales et de densités de tassement qui permettent une variation de la structure des feuilles qui conduit à un échange gazeux potentiel maximal similaire. Comprendre les implications de ces différences pourrait éclairer davantage la façon dont les pressions sélectives uniques de l’habitat de la mangrove ont entraîné de nouvelles adaptations anatomiques et physiologiques.

Jiang et al. 2023

La flexibilité de l’anatomie des feuilles de mangrove et sa divergence par rapport aux tendances typiques révèlent une nouvelle perspective sur la façon dont ces plantes sont parfaitement adaptées à leur environnement. Alors que les mangroves atteignent une conductance stomatique maximale similaire à celle des autres arbres, les mécanismes et les compromis qui sous-tendent cela sont distincts. Leur coordination anormale veine-stomates et leurs stomates plus grands que les cellules épidermiques suggèrent des spécialisations structurelles et physiologiques qui produiront de nombreuses recherches fructueuses à l’avenir.

LIRE L’ARTICLE
Jiang, G.-F., Li, S.-Y., Dinnage, R., Cao, K.-F., Simonin, KA et Roddy, AB (2023) « Diverses mangroves s’écartent des autres angiospermes dans la taille de leur génome , la taille des cellules foliaires et les relations de densité de remplissage des cellules », Annales de botanique, 131(2), p. 347–360. Disponible sur : https://doi.org/10.1093/aob/mcac151.