21 juillet 2021
COMMENT LES PLANTES FONT FACE AU CLIMAT DÉSERTIQUE
Les plantes du désert ont tendance à être très différentes des plantes originaires d’autres régions. Ils sont souvent enflés, épineux et ont de minuscules feuilles rarement vert vif. Leur apparence étrange est le résultat de leurs adaptations remarquables aux défis du climat désertique. L’aridité est le seul facteur qui définit un désert et est la principale limitation à laquelle les organismes désertiques doivent s’adapter.
Les minuscules feuilles de ce plumeau de fée rose sont des exemples d’une surface foliaire réduite, ce qui rend la plante plus économe en eau.
Les plantes du désert ont développé trois stratégies adaptatives principales: la succulence, la tolérance à la sécheresse et l’évitement de la sécheresse. Chacun d’eux est une suite différente mais efficace d’adaptations pour prospérer dans des conditions qui tueraient les plantes d’autres régions.
Succulence
Les plantes succulentes stockent l’eau dans les feuilles, les tiges ou les racines charnues. Tous les cactus sont des plantes succulentes, tout comme les habitants du désert non cactus comme l’agave, l’aloès, les éléphants et de nombreuses euphorbes. Plusieurs autres adaptations sont essentielles pour que l’habitude de stockage de l’eau soit efficace.
Des plantes succulentes comme cette Agave victoriae-reginae stockent de l’eau dans leurs limbes. Ils ont également des cuticules cireuses et sont des plantes CAM (voir ci-dessous) les rendant très économes en eau.
Une succulente doit pouvoir absorber de grandes quantités d’eau sur de courtes périodes. Les pluies du désert sont souvent légères et brèves, et le sol sèche rapidement sous un soleil intense. Pour faire face à ces conditions, presque toutes les plantes succulentes ont des systèmes racinaires étendus et peu profonds. Les racines d’un saguaro s’étendent horizontalement jusqu’à la hauteur de la plante, mais ont rarement plus de quatre pouces (10 cm) de profondeur. Les racines absorbant l’eau se trouvent principalement dans le demi-pouce supérieur (1,3 cm).
Les plantes succulentes doivent être en mesure de maintenir leurs réserves d’eau dans un environnement desséchant et de les utiliser le plus efficacement possible. Les tiges et les feuilles de la plupart des espèces ont des cuticules cireuses qui les rendent presque imperméables lorsque les stomates sont fermés. L’eau est en outre conservée par des surfaces réduites; la plupart des plantes succulentes ont peu de feuilles (agaves), pas de feuilles (la plupart des cactus) ou des feuilles caduques en saison sèche (éléphants, ocotillos, boojums).
De nombreuses plantes succulentes, ainsi que des semi-succulentes telles que la plupart des yuccas, des orchidées épiphytes et des broméliacées xérophytes, possèdent une variante économe en eau de la photosynthèse appelée CAM, acronyme de Crassulacean Acid Metabolism. Les plantes CAM ouvrent leurs stomates pour l’échange de gaz la nuit et stockent le dioxyde de carbone. Le jour, alors que les stomates sont fermés, la photosynthèse est réalisée en utilisant le dioxyde de carbone stocké. En raison des températures plus basses et de l’humidité plus élevée la nuit, les plantes CAM perdent un dixième d’eau par unité de glucides synthétisés comme les plantes C3 standard.
Ce cactus de figue de barbarie stocke non seulement de l’eau dans ses coussinets succulents (tiges), mais il se protège également des prédateurs affamés avec ses épines. Les épines aident également à ombrer la plante et à capter et diriger l’humidité.
Un autre attribut précieux des plantes CAM est leur capacité à ralentir le métabolisme pendant les sécheresses. Lorsque les plantes CAM deviennent stressées par l’eau, les stomates restent fermés jour et nuit; les échanges gazeux et la perte d’eau cessent presque. La plante, cependant, maintient un faible niveau de métabolisme dans les tissus encore humides. Tout comme un moteur au ralenti peut tourner à pleine vitesse plus rapidement qu’un moteur froid, une centrale à CAME au ralenti peut reprendre sa pleine croissance en 24 à 48 heures après une pluie. Par conséquent, les plantes succulentes peuvent profiter rapidement de l’humidité de surface éphémère.
L’eau stockée dans un environnement aride nécessite une protection contre les animaux assoiffés. La plupart des plantes succulentes sont épineuses ou toxiques, souvent les deux. Certains se protègent en ne poussant que dans des endroits inaccessibles. Pourtant, d’autres comptent sur le camouflage. Cereus floraison nocturne en Arizona, par exemple, ressemble étroitement aux tiges sèches des arbustes dans lesquels il pousse.
Tolérance à la sécheresse
La tolérance à la sécheresse (ou dormance à la sécheresse) fait référence à la capacité d’une plante à résister à la dessiccation sans mourir. Les plantes de cette catégorie perdent souvent des feuilles pendant les périodes sèches et entrent dans une dormance profonde. La plupart des pertes d’eau proviennent de la transpiration à travers la surface des feuilles, de sorte que la chute des feuilles conserve l’eau dans les tiges. Certaines plantes qui ne perdent normalement pas leurs feuilles ont des revêtements résineux qui retardent la perte d’eau (par exemple, le buisson de créosote).
Les feuilles de créosote ont un revêtement résineux qui retarde la perte d’eau. Ces feuilles se sont adaptées pour conserver l’eau et survivre à des températures élevées.
Les racines des arbustes et des arbres tolérants à la sécheresse sont étendues par rapport à celles des plantes des climats plus humides, couvrant une superficie jusqu’à deux fois le diamètre de la canopée. Ils exploitent le sol à une plus grande profondeur que les racines des plantes succulentes; parfois, ils s’étendent à des profondeurs extrêmes (par exemple, mesquite). La plupart des racines d’un mesquite, cependant, sont à moins de trois pieds (0,9 m) de la surface.
La profondeur d’enracinement contrôle les opportunités de cycles de croissance. Contrairement à la stratégie des plantes succulentes à racines peu profondes, une pluie importante est nécessaire pour mouiller la zone racinaire plus profonde des arbustes et des arbres. Après qu’une pluie de trempage soit tombée, les arbustes tels que le rosier cassant et la créosote mettent quelques semaines à reprendre leur pleine croissance après une dormance profonde. Le compromis entre cette stratégie et celle des plantes succulentes est qu’une fois que le sol le plus profond est mouillé par plusieurs pluies, il reste humide beaucoup plus longtemps que la couche superficielle, soutenant plusieurs semaines de croissance.
Les plantes succulentes ne peuvent absorber l’eau que lorsque le sol est presque saturé. En revanche, les plantes tolérantes à la sécheresse peuvent absorber l’eau d’un sol beaucoup plus sec. De même, ces plantes peuvent photosynthétiser avec une faible teneur en humidité des feuilles qui s’avérerait fatale pour la plupart des plantes.
Le cassis a des feuilles grises pour réfléchir la lumière du soleil et rester un peu plus frais. Ils laissent également tomber les feuilles facilement pendant les périodes sèches et s’épanouiront rapidement après les pluies.
Prévention de la sécheresse
Les plantes annuelles échappent à des conditions défavorables en n’existant pas. Ils mûrissent en une seule saison, puis meurent après avoir canalisé toute leur énergie vitale dans la production de graines au lieu d’en réserver une partie pour la survie continue.
La plupart des annuelles du désert de Sonora ne germent que pendant une fenêtre étroite à l’automne, après que la chaleur estivale a diminué et avant l’arrivée du froid hivernal. Pendant cette fenêtre d’opportunité, il doit y avoir une pluie d’au moins un pouce pour la plupart des espèces. Cette combinaison d’exigences est une assurance de survie: un pouce de pluie par temps doux de l’automne fournira suffisamment d’humidité du sol pour que les graines en germination mûrissent probablement et produisent des graines même si presque plus de pluie ne tombe pendant cette saison. Il y a encore une assurance supplémentaire: même dans les meilleures conditions, toutes les graines ne germent pas; certaines restent dormantes. Bien que les mécanismes ne soient pas connus, un pourcentage de la récolte annuelle de graines de lupin du désert ne germera pas avant l’âge de dix ans.
Les fleurs sauvages comme ces coquelicots et ces lupins de l’Arizona attendent les bonnes conditions. Les fleurs de printemps germent pendant les pluies d’automne / hiver. Ils fleuriront au printemps, puis iront semer et mourront avant que la chaleur et le temps sec ne s’installent.
Les semis produisent rapidement des rosettes de feuilles pendant le temps doux de l’automne, restent à plat contre le sol à mesure qu’ils poussent plus lentement pendant l’hiver et fleurissent au printemps. Étant donné que les plantes sont discrètes jusqu’à ce qu’elles commencent le boulon de printemps, beaucoup de gens pensent à tort que les pluies printanières produisent nos étalages de fleurs sauvages.
Les annuelles ne sont communes que dans les communautés qui ont des saisons sèches, où l’espacement des plantes vivaces est déterminé par l’espace d’enracinement nécessaire pour obtenir suffisamment d’humidité pour survivre aux années les plus sèches. Au cours des années occasionnelles plus humides, l’espace ouvert et l’humidité peuvent être exploités par une population d’annuelles à croissance rapide. Plus l’habitat est aride, plus la proportion d’espèces annuelles est importante. La moitié de la flore du désert de Sonora est composée d’espèces annuelles. Dans les habitats les plus secs, jusqu’à 90% des plantes sont annuelles.
L’environnement désertique peut sembler hostile, mais il s’agit d’un point de vue purement extérieur. Les adaptations permettent aux plantes et aux animaux indigènes non seulement de survivre ici, mais de prospérer la plupart du temps.
– – – – –
Saviez-vous que jusqu’à 70% de l’utilisation de l’eau se fait à l’extérieur? C’est pourquoi nous aimons les plantes du désert et les présentons chaque mois. Visitez notre page sur le choix et la plantation de plantes à faible consommation d’eau pour obtenir des conseils sur la sélection des plantes et la façon de planter correctement. Assurez-vous également de lire tous nos blogs sur les plantes du mois!
Cet article est réimprimé avec permission. Vous pouvez lire l’article original ici. De temps en temps, Water–Use It Sagement présente des blogueurs invités qui écrivent sur des sujets liés à l’eau et à la conservation de l’eau. L’auteur de ce billet de blog, Mark A. Dimmitt, est l’ancien directeur de l’histoire naturelle du Musée du désert de l’Arizona-Sonora. Fondé en 1952, le Musée du désert de l’Arizona-Sonora a pour mission d’inspirer les gens à vivre en harmonie avec le monde naturel en favorisant l’amour, l’appréciation et la compréhension du désert de Sonora. Le musée est une expérience de fusion: zoo, jardin botanique, art, galerie, musée d’histoire naturelle et aquarium.
Photos de Donna DiFrancesco