Comment les arbres ajustent activement leur posture pour rester le plus droits possible

Les arbres possèdent une capacité remarquable à ajuster activement leur posture pour rester droits, malgré les perturbations extérieures comme les tempêtes ou les glissements de terrain. Cette adaptation est cruciale car elle leur permet d’accéder plus efficacement à la lumière, essentielle pour la photosynthèse, et de réduire les risques de casse sous leur propre poids ou sous l’effet du vent. Par exemple, si un arbre est incliné par une tempête, il se courbe progressivement pour que son sommet revienne à la verticale. À l’inverse, s’il bénéficie d’une trouée de lumière après la chute d’un voisin, il se courbe vers cette source lumineuse. Cette capacité d’adaptation devient encore plus importante avec l’augmentation des événements climatiques extrêmes, comme les vents violents ou les glissements de terrain, qui menacent de plus en plus les forêts.

Les arbres perçoivent leur environnement grâce à trois types de capteurs naturels : la photoperception pour détecter la lumière, la graviperception pour identifier la direction de la gravité, et la proprioception pour ressentir leur propre courbure. La photoperception repose sur des photorécepteurs qui repèrent la source lumineuse, tandis que la graviperception utilise des grains d’amidon appelés statolithes, similaires aux otolithes de notre oreille interne, qui s’accumulent au fond des cellules sous l’effet de la gravité. Ces grains indiquent à la plante où se trouve le bas. Enfin, la proprioception permet à l’arbre de détecter sa propre courbure, un mécanisme découvert par une équipe de chercheurs en 2013. Ces perceptions combinées permettent à l’arbre de réagir de manière adaptée à son environnement.

Le bois de tension est un type de bois spécialisé, présent chez les arbres feuillus, qui agit comme un muscle en se contractant pour courber le tronc. Découvert dans les années 1950, ce bois se forme sur la face supérieure des tiges inclinées. Chaque nouvelle fibre de bois de tension contribue à courber progressivement le tronc sur plusieurs semaines ou années. Ce mécanisme est redouté des scieurs, car la tension accumulée peut provoquer des éclatements lors de l’abattage ou des déformations après découpe. Cependant, le bois de tension peut aussi jouer un rôle inverse : en se formant sur la face opposée à la courbure, il permet à l’arbre de se décourber. Cette capacité équivaut à celle des muscles antagonistes chez les animaux, comme les muscles dorsaux et abdominaux qui permettent de se tenir droit.

Pour étudier la capacité des arbres à se décourber, des chercheurs ont placé de jeunes peupliers dans des sphères de 1,5 mètre de diamètre, où la lumière provenait de toutes les directions, annulant ainsi l’influence de la photoperception. Ils ont combiné ce dispositif avec un clinostat, un socle tournant qui prive la plante de sa perception de la gravité en faisant tourner les statolithes de manière aléatoire. Au début de l’expérience, les peupliers, placés à l’horizontale, se courbaient vers le haut grâce au bois de tension formé sur la face supérieure. Une fois le clinostat activé, la perception de la gravité était annulée, et les arbres ne pouvaient plus s’orienter que grâce à leur proprioception. En quelques semaines, les troncs se sont progressivement décourbés jusqu’à devenir rectilignes, confirmant l’hypothèse d’une boucle sensorimotrice de contrôle postural.

À la fin de l’expérience, des coupes transversales des troncs de peupliers ont révélé la présence de bois de tension. Pendant la première phase, avant l’activation du clinostat, le bois de tension s’était formé sur la face supérieure des troncs, permettant leur courbure initiale. Après l’activation du clinostat, ce bois de tension a cessé de se former sur cette face et a commencé à apparaître sur la face opposée, confirmant le rôle du bois de tension dans la décourbure. Ces observations ont prouvé que les arbres possèdent une capacité de contrôle postural similaire à celle des animaux, mais sans système nerveux central. Cette découverte a été publiée dans la revue New Phytologist et a bénéficié du soutien de l’Agence nationale de la recherche (ANR) dans le cadre du projet GRAP2.