Identification des bases physiologiques de la mortalité des arbres induite par sécheresse

Les forêts, bien qu’essentielles à la survie de l’Homme du fait de leurs nombreux services écosystémiques, font face à d’importants dépérissements causés par des sécheresses intenses depuis le début de l’Anthropocène. Comme les modèles climatiques globaux prévoient, pour un futur proche, une augmentation de la fréquence et de l’intensité de ces sécheresses qui, par conséquence, accentuera le risque de mortalité des arbres, il apparait alors crucial de mieux comprendre les bases physiologiques de la mortalité des arbres induite par sécheresse afin d’identifier des seuils physiologiques permettant de mieux prédire l’impact de ces changements climatiques sur les écosystèmes forestiers. Si la défaillance hydraulique du xylème a été reconnue comme un facteur omniprésent de la mort des arbres en conditions de sécheresse, des preuves fondamentales du lien mécaniste reliant la défaillance hydraulique, la mortalité des cellules et celle des arbres n’ont pas encore été identifiées. Ainsi, l’objectif principal de cette thèse était d’élucider ce lien tout en identifiant les seuils physiologiques clés au-delà desquels la survie de l’arbre est grandement compromise. Dès lors, en s’intéressant, tout d’abord, à deux espèces, un conifère (Pseudotsuga menziesii M.) et une angiosperme (Prunus lusitanica L.) le travail de thèse a démontré que les niveaux de défaillance hydraulique considérés jusqu’alors comme létaux pour les plantes (P50 pour les conifères et P88 pour les angiospermes) n’étaient pas assez précis pour définir avec certitude le sort d’un arbre après un événement de sécheresse. Cependant, alors que le lien causal entre défaillance hydraulique du xylème et la mortalité cellulaire restait non élucidé, l’interaction entre ces deux phénomènes semblait expliquer la capacité des arbres à récupérer d’un stress hydrique. Ainsi, en combinant, à la fois, la détection des événements de cavitation à l’aide de la méthode optique, des mesures de contenu en eau relatif au niveau tissulaire, et des mesures de lyse cellulaire au niveau d’un organe facilement accessible : la feuille, nous avons mis en évidence que la défaillance hydraulique du xylème, en entrainant une baisse du contenu en eau des tissus en dessous d’un niveau critique, le RWCcrit, provoquait la mort des cellules. Finalement, en partant du postulat que toutes les cellules n’avaient pas la même importance dans la survie des arbres et que cette survie devait certainement être liée au maintien de l’intégrité des cellules responsables de la croissance de la plante, c’est-à-dire des cellules méristématiques, nous avons cherché, en travaillant sur un conifère (Abies concolor (Gordon & Glend) Lindl. Ex Hildebr) et une angiosperme (Fagus sylvatica L.), à montrer que les cellules méristématiques étaient bien des cellules clés lors de l’évaluation du lien mécaniste entre la défaillance hydraulique et la mortalité de l’arbre. Sur cette dernière partie, bien que les analyses statistiques aient à nouveau révélé l’importance du niveau de contenu en eau relatif des tissus de la tige avant réhydratation pour la survie des arbres, des résultats préliminaires obtenus en microscopie électronique à transmission ont montré qu’à niveaux de contenus en eau égaux, des plantes présentant des cellules méristématiques intègres étaient plus à même de survivre à l’événement de sécheresse que les autres et, ce, dès leur ré-arrosage.