Partie 1 : Les arbres vus de l’intérieur : Anatomie et Nutrition

Les arbres que nos grands-parents contemplaient ne sont plus les mêmes que ceux décris à nos enfants. Nos aïeux n’avaient pas les outils nécessaires pour connaître ces êtres majestueux. La science et l’observation fine ont bouleversé notre compréhension de leur fonctionnement. Aujourd’hui, nous plongeons dans la vie intérieure des arbres. Guidés par nos deux experts forestiers du projet Cœur de Forêt Sud-Ouest : Hyacinthe et Thierry.

Hyacinthe, formée à nos côtés, nous montre l’importance de comprendre les rouages des arbres : leur anatomie et leur nutrition. Thierry, après avoir exploré les techniques de débroussaillage, capte notre attention sur les processus d’adaptation des arbres face aux dérèglements climatiques.

Ensemble, ils vont faire de vous des experts de la vie cachée des arbres.

D’après le chercheur en écologie forestière Jacques Tassin : « Au cours de l’évolution, les arbres ont suivi leur propre histoire de manière parallèle à la nôtre. C’est un monde différent, tout aussi riche, mais incomparable. Les arbres nous offrent un exemple d’altérité absolue. » Ensemble, découvrons ce monde où vivent les arbres au fil des saisons. Plongeons au cœur de leurs structures et de leurs métabolismes, ensemble des réactions chimiques internes, invisibles à nos yeux, mais qui font de l’arbre et du végétal des êtres vivants fascinants.

Connaissez-vous l’anatomie de l’arbre ?

L’arbre est divisé en trois parties. Chacune d’entre elles, joue un rôle essentiel dans son fonctionnement.

Les racines, la connexion avec notre atmosphère

Souvent cachées, les racines sont le plus souvent constituées de deux parties distinctes :

• Le pivot, qui sert d’ancrage, est la racine principale verticalement enfoncée dans le sol.

• Les racines latérales, quant à elles, prospectent les couches de sols à leurs portées pour en tirer le maximum de ressources.

Au bout de chacune de ces racines, se trouvent les radicelles : de petites racines. Celles-ci absorbent l’eau et les éléments minéraux contenus dans le sol. Pour remplir cette mission, les radicelles sont aidées de la partie chevelue et des mycorhizes, partie des racines où il y a une collaboration fine des arbres avec des filaments de champignons du sol.  

Entre les racines et le feuillage, ces éléments vont transiter par le tronc. Cet élément ligneux, constitué de bois, est en quelque sorte le corps de l’arbre. Il lui permet cette verticalité souvent imposante.

Prenons le temps de découper le tronc

Au centre du tronc, nous trouvons le duramen. C’est le “bois de cœur”, la partie la plus dense du bois. Le duramen est l’élément de soutien central de l’arbre.

Collé à lui, c'est l’aubier, qui représente le système conducteur de la nourriture, qui se nomme aussi la sève brute.

Cette sève brute est constituée de sels nutritifs dissous dans l’eau, un mélange prélevé du sol par les racines. Le xylème, ensemble de vaisseaux conducteurs, achemine la sève brute vers le haut de l’arbre.

Le cambium est la partie suivante, un tissu végétal marquant la limite entre le bois et l’écorce, c’est le tissu de croissance de l’arbre.

Le liber est la partie de l’arbre sous l’écorce, où le bois est fraîchement formé. Il contient le phloème, les vaisseaux conducteurs de la sève élaborée. Elle est la substance cheminant du haut vers le bas de l’arbre. Elle contient du glucose, les sucres fabriqués grâce à la photosynthèse dans les feuilles.

Enfin vient l’écorce, qui protège l’arbre contre les attaques biologiques, contre les gelures, contre le dessèchement et les blessures. Cette partie de l’arbre est imperméable, mais permet des échanges gazeux pour la respiration des cellules situées à l’intérieur, dans les couches vivantes du tronc.

Après ce long voyage, les sels minéraux et l’eau issus des racines rejoignent la couronne ou le houppier, soit la partie de l’arbre se situant entre la première branche et la cime de l’arbre.

Les branches, le lien entre racine et feuilles

Les branches sont les fortes ramifications du tronc d’un arbre. Les rameaux constituent la division des branches, et les ramilles sont la division des rameaux. Ces branches servent à utiliser le maximum d’espace pour exposer les feuilles au soleil. Elles forment également le lien entre les racines et les feuilles.

Le feuillage se situe au bout de toutes ces ramifications. Une feuille est constituée de deux parties, le limbe contenant les cellules chlorophylliennes et le pétiole pour l'acheminement de la nourriture. Le feuillage, organe aérien, sert pour la photosynthèse, c’est-à-dire la production des sucres et protéines. Ils vont ensuite être transportés dans la sève élaborée pour alimenter toutes les cellules de l’arbre jusqu’aux racines.

Après avoir compris comment l’arbre se découpe, nous allons maintenant aborder la manière de se nourrir propre à l’arbre.

Comment les arbres se nourrissent-ils ?

En fonction des saisons, le végétal ne réagit pas de la même manière. La température et la durée du jour jouent un rôle primordial. C’est au retour des beaux jours que la machine intérieure de l’arbre se remet en route.

Comment réagit le métabolisme de l’arbre ?

 Au retour du printemps, les feuilles et fleurs sortent de leurs dormances après avoir passé plusieurs nuits à des températures au-dessus du point de gel. Ce développement est possible grâce aux réserves que l’arbre a stockées dans son bois. Au retour de la sève brute, le mélange entre l’eau et les sucres stockés permet de nourrir les bourgeons.

D’où vient cette eau ?  Comment arrive-t-elle jusqu’aux feuilles ?

 Au même moment que l’apparition des feuilles, de nouvelles racines poussent sous terre : les radicelles et la partie chevelue. Ses racines, fortement concentrées en sel, attirent l’eau présente dans les environs : c’est le phénomène d’osmose. Le liquide s’y accumule, créant une pression dans le système racinaire, poussant cette sève brute vers le haut de l’arbre. Deux autres phénomènes permettent à la sève de monter :

-            D’un côté, la capillarité qui permet à l’eau de progresser dans le xylème.

-            De l’autre, l’évapotranspiration qui s’opère dans les feuilles. Une partie de la sève brute se transforme en vapeur sous l’effet de la chaleur, créant comme une pompe aspirant le liquide des racines vers le haut.

Avant d’expliquer le rôle des feuilles, rappelons un autre acteur qui permet à l’eau et aux sels minéraux de s’engouffrer dans les racines. C’est la mycorhize, une association symbiotique entre un champignon et un arbre. Le champignon va chercher les nutriments inaccessibles pour l’arbre. En échange, le végétal va produire du glucose dont le champignon a besoin.

Comment ce glucose est-il produit ?

La feuille joue un rôle essentiel pour la survie de l’arbre, c’est elle qui produit sa nourriture grâce à la photosynthèse.

La photosynthèse est une réaction chimique se produisant avec le vert de la feuille, la chlorophylle. La couleur va capter la lumière du soleil qu’elle va emmagasiner dans le chloroplaste. C’est l’usine où sont produits les sucres. Grâce à la lumière, le dioxyde de carbone (CO2) présent dans l’air ainsi que l’eau arrivée des racines vont être transformés en glucose et en dioxygène (O2). Ce mécanisme est vital pour tous les êtres vivants utilisant la respiration. L’O2 est un déchet qui va être filtré puis rejeté massivement dans l’air. Le glucose, de son côté, sera acheminé à travers le phloème, pour la croissance de l’arbre, des cellules. C’est une source d’énergie primaire.

À la fin de l’été, les températures commencent à se rafraîchir. L’arbre se prépare pour hiberner.

 Durant cette période, c’est la phase de « dormance ». Le métabolisme de l’arbre ralentit et se concentre sur le tronc et les racines. La production de glucose s’est arrêtée, car la durée du jour est moins longue et l’eau ne monte plus. Les cellules des feuilles meurent. Les feuilles tombent. Le tronc, de son côté, est un très bon allié quand les températures chutent puisqu'il sert d’isolant contre le gel.

Les sols, souvent gelés durant les saisons froides, empêchent les racines d’accéder à l’eau. Le gel est également une menace pour l’arbre, car après son passage, il peut laisser des bulles d’air dans la tuyauterie de l’arbre, entrainant un déchirement des tissus. Pour se protéger, les conifères forment une couche de cire autour de leurs aiguilles. Les feuillus, de leur côté, mélangent certains de leurs sucres avec de l’eau pour baisser la température de prise en glace.

Puis à nouveau les beaux jours reviennent. Le cycle de vie de l’arbre recommence.

Après avoir exploré en détail l'anatomie et le fonctionnement interne des arbres, tournons-nous vers la réaction des arbres face aux dérèglements environnementaux.

Les arbres, bien qu'ancrés dans un même lieu, démontrent une remarquable capacité d'adaptation face aux variations climatiques. Comment parviennent-ils à survivre et à prospérer malgré les conditions changeantes ? Pour le découvrir, lisez l’article « Les arbres vus de l’intérieur : Migration et Adaptation ».