Pourquoi un arbre a-t-il besoin d’énergie ?

Et quels processus coûtent de l’énergie aux arbres

L'énergie nécessaire aux arbres pour les différents processus physiologiques varie selon les circonstances.

Mais certaines tendances générales peuvent être scientifiquement étayées. Vous trouverez ci-dessous un aperçu des processus les plus importants et de l'énergie relative qu'ils nécessitent.

Culture et production de biomasse

• Cultiver et donc produire de la biomasse nécessite une quantité d’énergie relativement importante.
• La croissance comprend proliferation cellulaire et l'extension, ainsi que la production de nouvelle biomasse. Comme les feuilles, les branches et les racines. photosynthèse est la principale source d’énergie pour la croissance. Ce processus nécessite beaucoup d'énergie car il implique la synthèse de molécules organiques complexes (par ex. cellulose) comprend. Des études montrent qu'un arbre consomme beaucoup d'énergie photosynthèse obtient, dépense pour la croissance, en particulier pendant la saison de croissance.

• Coûts énergétiques pour le support du tronc : La densité du bois et la structure du tronc influencent également les coûts énergétiques. Les espèces plus légères et à croissance plus rapide investissent moins d’énergie dans le support de la tige. Ce qui les rend plus vulnérables aux dommages et à des taux de mortalité plus élevés (King et al., 2006).

L'énergie des arbres pour bloquer le bois

• Le verrouillage du bois nécessite une quantité d’énergie relativement importante.
• Lorsqu’un arbre subit des dommages, il utilise de l’énergie pour former du tissu blessé (formation de callosités). Et éventuellement produire des anticorps pour prévenir les infections.
• Ce procédé nécessite beaucoup d'énergie car il nécessite une réaction du bois et la formation d'une zone barrière. Et la production de substances protectrices est nécessaire. Les recherches sur le scellement des plaies dans les arbres montrent que ce processus utilisera une quantité importante de l’énergie disponible. Surtout si les dégâts sont importants.
• Le concept de compartimentation décrit la façon dont les arbres dépensent de l'énergie pour réparer les dommages et se défendre contre les ravageurs et les maladies. Ce processus d'isolement des tissus endommagés et de limitation de la propagation des agents pathogènes est crucial pour la longévité d'un arbre. Mais c'est aussi un processus coûteux (Shigo, 1984).
• Notez que le verrouillage peut également s'effectuer sans dommage physique. Notamment lors de la fermeture des colonnes fonctionnelles qui doivent assurer la connexion entre les racines et les feuilles lorsque l'arbre passe à une phase vétéran. Ou lorsque des parties d’un arbre meurent à cause de facteurs externes perte d'état survient ou après un stress dû à la sécheresse.

Énergie des arbres pour le développement des feuilles et la floraison

• Le débourrement et le déploiement des feuilles et des fleurs au printemps nécessitent une énergie considérable.
• Ce processus implique la croissance et le développement de nouvelles pousses et feuilles. Ce qui est gourmand en énergie en raison de la nécessité d'un transport rapide la division cellulaire et prolongation.
• Des études ont montré que les arbres présentent un pic de consommation d’énergie durant cette phase. Puisqu’ils doivent former de nouvelles structures photosynthétiques. Mais parce que ces nouvelles structures photosynthétiques ne produisent pas encore d’énergie maximale. Et à ce moment-là, la consommation d’énergie est déjà importante.
• Coûts de construction des feuilles : La création de feuilles, surtout dans des conditions de faible luminosité, nécessite une énergie importante. Les coûts de construction de la lame peuvent varier en fonction de la durée de vie de la lame et de l'exposition à la lumière (Poorter et al., 2005). Les arbres investissent davantage dans les feuilles à longue durée de vie. Dont la construction nécessite plus d'investissements, mais nécessite moins d'entretien que les feuilles de courte durée (Eamus et al., 2004).

Entretien : respiration et remplacement des vieux tissus

• La respiration et le remplacement des vieux tissus nécessitent une quantité moyenne d'énergie.
• Les activités d'entretien comprennent la respiration, où les arbres utilisent de l'énergie pour maintenir en vie les cellules existantes. Et faites-les fonctionner. Mais remplace également les tissus périmés ou endommagés.
  Les recherches sur le bilan énergétique des arbres montrent que les arbres consomment une part importante de l'énergie qu'ils consomment. photosynthèse générer, dépenser également pour la respiration d’entretien.

Énergie des arbres pour la production de graines et la formation de fruits

• La formation des fruits et la production de graines nécessitent beaucoup d’énergie de la part de l’arbre.
• La production de fruits et de graines nécessite beaucoup d’énergie car elle implique la synthèse de substances organiques complexes telles que les graisses, les protéines et les glucides.
• Cette étape est cruciale pour la reproduction et la survie de l'espèce et peut épuiser considérablement les réserves énergétiques de l'arbre. Des études scientifiques montrent que les arbres pendant les années de croissance (années de production fruitière élevée) ont souvent moins d'énergie disponible pour d'autres processus tels que la croissance.
• Notez qu’il peut être conseillé de cueillir les fleurs des arbres fruitiers nouvellement plantés. Pour qu'aucun fruit ne se forme et que plus d'énergie soit disponible pour le développement du système racinaire. Ce qui profite beaucoup à l’arbre. Car plus le système racinaire se développe, mieux l’arbre résistera à la sécheresse et même aux périodes trop humides.

Des arbres énergétiques pour soutenir le propre écosystème des espèces d'arbres

• Le maintien de l'écosystème de l'espèce d'arbre nécessite une quantité d'énergie relativement importante de la part de l'arbre.
• Les arbres utiliseront une partie importante de leur carbone ou de leurs sucres pour nourrir l’écosystème du sol. Cela concerne non seulement les symbiotes qui forment les mycorhizes, mais aussi les organismes du sol qui vivent sur et avec les racines. Les symbiotes aideront l'arbre avec le absorption des minéraux et de l'eau. Avec les autres organismes du sol, qui aident entre autres à libérer les minéraux de la couche de litière et à protéger l'arbre contre les charognards de l'écosystème (parasites).
• Une assez grande partie des sucres et autres substances produites par les arbres vont au système racinaire via le flux de sève descendant. En plus des sucres, les racines en fournissent également d’autres. exsudats de racines jusqu'en bas. Ce exsudats de racines et les sucres profitent à la vie du sol et assurent le bon fonctionnement de l'écosystème propre aux espèces d'arbres.

Stockage des réserves

Cela peut être difficile car il ne s’agit pas d’un processus qui nécessite de l’énergie. Mais c’est important puisque les arbres ne peuvent pas emprunter à tempérament. Ils stockent l’énergie afin de pouvoir l’utiliser plus tard si nécessaire. Par exemple en cas de stress.

En général, les processus liés à la croissance et à la reproduction (comme la production de biomasse et la fructification) sont les plus énergivores pour un arbre. Ces résultats sont bien documentés dans la littérature scientifique. De nombreuses études ont analysé la distribution d'énergie au sein des arbres grâce à des mesures de photosynthèse, la respiration et les taux de croissance.

En résumé, bien que tous les aspects de la croissance et de l’entretien des arbres nécessitent de l’énergie, les coûts de construction des feuilles et les coûts d’entretien du tronc et des mécanismes de défense sont particulièrement énergivores. Ces processus sont essentiels à la survie et à l’efficacité des arbres dans leur environnement.

Comparaison entre l'énergie requise pour CODIT et la croissance normale

Le coût énergétique d’un arbre à investir dans le modèle de compartimentation de la décomposition des arbres (CODIT) par rapport à une croissance normale diffère considérablement. CODIT est souvent un processus plus intensif et plus coûteux.

CODIT est une stratégie de défense que l'arbre active lorsqu'il subit des dommages physiques ou est exposé à des agents pathogènes.

Ce modèle crée des barrières pour limiter les dommages et les infections supplémentaires. Il s’agit d’un processus énergivore qui nécessite des ressources qui autrement seraient utilisées pour la croissance.

CODIT et les coûts énergétiques

La recherche montre que la stratégie de défense CODIT est un système complexe dépendant de la disponibilité des glucides et d’autres ressources métaboliques. Lorsqu'un arbre est endommagé, ces ressources sont détournées des processus de croissance normaux vers la synthèse de substances de défense telles que la subérine et la lignine, qui sont produites plus lentement mais sont essentielles pour constituer une barrière efficace contre les agents pathogènes. (Morris et al., 2019).

Comparaison avec une croissance normale

Une croissance normale, y compris le développement des feuilles, des branches et la croissance du tronc, nécessite également une énergie importante. Mais celui-ci est investi directement dans la construction de nouveaux tissus et dans le soutien des activités photosynthétiques. Cependant, cette croissance n’est pas aussi intensive en termes de mobilisation immédiate des ressources par rapport à la nature réactive de CODIT. (Wullschleger et al., 1997).

Qu'est-ce qui coûte le plus d'énergie ? CODIT ou la croissance

En bref, l’énergie nécessaire pour activer CODIT est nettement supérieure à celle nécessaire à une croissance normale. Parce qu'il s'agit d'un processus réactif qui nécessite une allocation immédiate et intensive de ressources pour protéger l'arbre contre d'autres dommages ou maladies.

Cet investissement dans la défense se fera au détriment de la croissance et de la santé globale de l'arbre si les ressources sont trop limitées.