D’autres plantes, y compris certaines fougères, envoient des feuilles ou des pousses qui touchent le sol et font germer des racines pour soutenir une nouvelle plante. Mais la fougère arborescente du Panama, Cyathea rojasiana, reconfigure ses « feuilles zombies », inversant le flux d’eau pour ramener les nutriments dans la plante. Crédit : Graphique de Camila Pizano, couleur de Michael Vincent
Les biologistes végétaux ont découvert qu’un espèces de fougère arborescente, exclusive au Panama, a la capacité de régénérer ses frondes de feuilles décédées en structures ressemblant à des racines. Cette fougère, connue sous le nom Cyathea rojasianatransforme ces « feuilles zombies » en modifiant la direction de leur écoulement de l’eau, leur permettant ainsi de réabsorber les nutriments dans la plante principale.
Ce phénomène étrange se produit seulement après que les feuilles meurent et tombent au sol, a déclaré James Dalling, professeur de biologie végétale à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, qui a fait la découverte avec son équipe alors qu’il étudiait une plante différente dans une réserve forestière panaméenne. Dalling a remarqué que les frondes étaient fortement ancrées dans le sol et avaient poussé un réseau de radicelles. Des tests en laboratoire ont révélé que les feuilles des zombies extrayaient l’azote du sol.
Même une fois converties en racines, les frondes fanées ressemblent à de la matière végétale pourrie, ce qui explique probablement pourquoi des générations de biologistes végétaux n’ont pas remarqué qu’elles accomplissaient une tâche vitale, a déclaré Dalling.
« Il s’agit d’une réutilisation véritablement nouvelle des tissus. Et c’est différent de ce que nous savons faire avec d’autres fougères », a-t-il déclaré.
Le caractère unique de Cyathea rojasiana
D’autres plantes, y compris certaines fougères, envoient des feuilles ou des pousses qui touchent le sol et font germer des racines pour nourrir une nouvelle plante, a-t-il expliqué. Mais la reconfiguration de tissus morts pour nourrir la plante d’origine n’a jamais été rapportée. Les nouvelles découvertes sont détaillées dans la revue Écologie.
C. rojasiana appartient à une ancienne lignée de fougères arborescentes remontant à l’époque jurassique période, a déclaré Dalling. Les feuilles de zombies sont très probablement une adaptation aux sols volcaniques pauvres en nutriments.
Contexte géologique et environnemental
« Le Panama est un pont terrestre entre l’Amérique du Nord et l’Amérique du Sud qui s’est formé il y a 7 millions d’années à partir d’un archipel d’îles, et ces îles sont le résultat d’une activité volcanique passée », a-t-il déclaré. « Sur un site que nous avons découvert, une couche de cendres volcaniques de plusieurs mètres de profondeur ressemble à du sable qu’on creuserait sur une plage de sable. Les plantes qui y poussent sont distinctes de celles que l’on retrouve ailleurs dans cette réserve forestière.
James Dalling, professeur de biologie végétale à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, et ses collègues ont découvert que certaines fougères arborescentes recyclent leurs frondes mortes en racines. Les chercheurs appellent ces frondes réutilisées des « feuilles de zombies ». Crédit : Fred Zwicky
L’irrégularité de la végétation signifie que les éléments nutritifs du sol sont également inégalement répartis.
« Et donc les fougères arborescentes semblent déployer des tentacules pour échantillonner les sols environnants », a déclaré Dalling. « Ils sont capables d’échantillonner une plus grande gamme d’environnements nutritifs pour le même investissement de radicelles que s’ils envoyaient simplement une seule structure racinaire tout autour de la fougère. Je pense que tout dépend de la façon dont ils utilisent les ressources dans un environnement inégal.
Les fougères arborescentes poussent également très lentement.
« Ils mettent probablement une ou deux feuilles par an, et donc ils ajoutent de l’ordre de quelques centimètres de hauteur par an », a déclaré Dalling.
Cela signifie que chaque fronde représente un investissement majeur de ressources que la plante réutilise après la mort de la feuille. La croissance lente signifie également que la fougère arborescente est suffisamment courte pour que lorsque ses frondes meurent, elles tombent jusqu’au sol. Les arbres atteignent une hauteur maximale d’environ deux mètres, a déclaré Dalling.
Cette découverte est « un autre exemple de l’extraordinaire diversité des adaptations végétales qui existent dans des environnements pauvres en ressources », a-t-il déclaré.
Dalling est également chercheur associé au Smithsonian Tropical Research Institute au Panama.
