21 nov. 2011

Adaptation à la sécheresse : les stratégies végétales / Coping with drought: the plant strategies

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Températures élevées et rareté de l’eau caractérisent les déserts… Comment, dans de telles conditions, des végétaux peuvent-ils survivre et même se développer ? Les plantes des zones arides ont dû s’adapter et présentent aujourd’hui des caractéristiques acquises au cours des temps.

Etendre ses racines

Certains végétaux optimisent l’absorption d’eau, soit en étendant leurs racines horizontalement sur une grande superficie, près de la surface, en quête de la moindre trace d’humidité déposée par les brouillards ; soit en développant un réseau de racines souterraines qui s’enfoncent profondément jusqu’à la nappe phréatique. Des racines de Prosopis juliflora ont été trouvées à 53,3 mètres de profondeur dans une mine à ciel ouvert en Arizona.
Prosopis juliflora

Stocker l’eau

D’autres plantes constituent des réserves d’eau dans des organes spécifiques comme les tiges épaissies (plantes grasses, cactées) et les troncs hyper dimensionnés (baobabs).


Echinocactus grusonii

Carnegiea gigantea

Economiser l’eau

Pour lutter contre le manque d’eau, les végétaux réduisent le nombre de leurs feuilles ou les remplacent par des écailles ou des épines. La chute des feuilles à la saison chaude et sèche permet également d’économiser l’eau. Un exemple spectaculaire apporté par les plantes reviviscentes. 


La Selaginella lepidophylla est originaire du désert de Chihuahua situé à la frontière entre le sud des USA et le nord du Mexique. Elle est également connue sous les noms : "plante de la résurrection",  "fleur de rocher" ou Rose de Jéricho.

Adaptée au milieu désertique, la Rose de Jéricho possède la capacité de pouvoir se passer d'eau durant plusieurs années en se desséchant jusqu'à ne conserver que 3% de sa masse.
Cette plante peut vivre et se reproduire dans des régions arides pendant de longues périodes, jusqu'à ce que les conditions de vie deviennent trop difficiles. La plante développe alors un mécanisme de survie en se desséchant progressivement. Peu à peu la sève se retire des feuilles qui brunissent et se replient donnant à la plante l'aspect d'une boule. Elle entre en dormance et toutes ses fonctions métaboliques se réduisent au minimum. Si la sècheresse persiste, les racines peuvent lâcher et le vent emporter la plante, lui permettant parfois de trouver un nouvel endroit humide où elle pourra se réhydrater avant de reprendre racine.

Placée au contact de l'eau, cette boule va s'ouvrir au bout de quelques heures et progressivement les feuilles desséchées reprennent leur couleur verte. Il arrive parfois que certaines Selaginella trop endommagées ou desséchées jusqu'au cœur soient définitivement mortes. Cependant, même dans ce cas, en raison de la structure biologique particulière de ses feuilles, la plante conserve la capacité de s'imbiber d'eau et de se déployer, même de nombreuses années après sa mort. Une fois réhydratées, seules les plantes qui ont repris leur couleur verte et dont les racines ne sont pas trop abimées pourront survivre à condition d'être replantées assez rapidement dans un mélange acide et bien drainé de terre de bruyère et de pouzzolane.

Grâce à ses étonnantes propriétés, la Rose de Jéricho fut un porte-bonheur qui se transmettait autrefois dans les familles de génération en génération.

Au Mexique, la Rose de Jéricho est vendue comme diurétique. Les femmes boivent l'eau dans laquelle est trempée la plante pour faciliter l'accouchement. Selon la vitesse à laquelle s'épanouit la Rose dans l'eau, elles déduisent si l'accouchement sera facile ou difficile.
Elle est aussi utilisée dans les rites du vaudou et de la santeria  cubaine pour invoquer l'amour et la fortune. On dit que la plante absorbe l'énergie négative quand on la porte sur le corps.

 

Se reproduire efficacement

Le désert d’Atacama est un désert hyperaride situé au Chili. Il serait le désert le plus sec du monde, on a relevé en moyenne 0,8 mm de pluie par an à Arica, ce qui n’est atteint en aucun autre point du globe.
Les plantes des zones arides ont su adapter leur cycle de reproduction : les graines peuvent rester dormantes pendant des années, en attendant la pluie… puis germer, fleurir et reproduire des graines en moins de deux semaines dès que l’eau est disponible !


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English version: 

High temperatures and water scarcity characterize deserts ... How, under such conditions, plants can surviveand even thrive? Plants of arid areas have had to adapt and have now features acquired during the time. 

Extending its roots

Some plants maximize water uptake, either by extending their roots horizontally over a large area, near the surface in search of the slightest trace of moisture brought by the fog, or by developing a network of underground deep roots until the groundwater. Prosopis juliflora roots were found growing at a depth of 53.3 meters (nearly 175 feet) at an open-pit mine in Arizona.

Prosopis juliflora

To store water  

Other plants have water reserves in specific organs such as the thick stems (succulents, cacti) and trunks super sized (baobabs).  
Echinocactus grusonii

Carnegiea gigantea
To save water 
 
To fight against the lack of water, plants reduce the number of leaves and replace them with scales or spines. Leaf fall in the hot and dry season also saves water. A spectacular example provided by the revival plant.


Selaginella lepidophylla, is noted for its ability to survive almost complete desiccation; during dry weather in its native habitat, its stems curl into a tight ball and uncurl when exposed to moisture. It is native to the Chihuahuan Desert (South USA and North Mexico). Common names for this plant include rose of Jericho, resurrection plant, dinosaur plant, siempre viva, stone flower, and doradilla.


Adapted to the desert, the Rose of Jericho has the ability to go without water for several years in drying to keep only 3% of its mass.

This plant can live and reproduce in arid regions for long periods, until the conditions become too difficult. The plant then develops a survival mechanism in drying gradually. Gradually withdrawing the sap of the leaves turn brown and fall back giving the plant the appearance of a ball. It becomes dormant and all metabolic functions are reduced to a minimum. If the drought persists, the roots can let go and the wind bring the plant, allowing it sometimes to find a new damp place where they can rehydrate before taking root.


Placed in contact with water, the ball will open in a few hours and gradually withered leaves resume their green color. Sometimes some Selaginella too dry or damaged to the heart are finally dead. However, even in this case because of the particular biological structure of its leaves, the plant retains the ability to imbibe water and to deploy, even many years after his death. Once rehydrated, only plants that have taken their green color and whose roots are not damaged will survive if it is replanted quickly.


With its amazing properties, the Rose of Jericho was a lucky charm that once was transmitted in families from generation to generation.In Mexico, the Rose of Jericho is sold as a diuretic. Women drink the water in which the plant is soaked to facilitate childbirth. Depending on the speed at which the Rose blooms in water, they deduce whether the birth will be easy or difficult.It is also used in the rituals of voodoo and Cuban Santeria to invoke love and fortune. It is said that the plant absorbs the negative energy when it is on the body.


 

To reproduce fastly 

The Atacama Desert is a plateau in South America. It is the driest desert in the world with only 0.8 mm of water per year (Arica). 

Plants of arid areas have adapted their reproductive cycle: the seeds can remain dormant for years, until the rain falls... then germinate, flower and reproduce seeds in less than two weeks when the water is available!