Pourquoi les feuilles ont-elles des formes si différentes?

Il y a une chose au sujet des feuilles sur laquelle la science s'est longtemps entendue: elles ne poussent que si grandes que l'eau disponible le permet - mais pas si grandes que toute la plante surchauffe.

La partie eau a du sens. Nous avons tous besoin d'eau pour grandir. Et le soleil? Les feuilles collectent ces rayons et, par photosynthèse, les convertissent en nourriture.

Trop de lumière directe du soleil et ce moteur photosynthétique tourne chaud et risque de brûler.

Les feuilles d'une plante sont parfaitement conçues pour capter la lumière du soleil et le dioxyde de carbone - et grâce à la merveille qu'est la photosynthèse - les transformer en nourriture. (Photo: GiroScience / Shutterstock)

Ainsi, en ce qui concerne la taille des feuilles, les plantes chantent un simple refrain: l'eau pousse. Le soleil retient. Et quelque part au milieu, il y a un équilibre heureux d'une feuille qui pousse juste à la bonne taille dans ses propres circonstances uniques.

Mais récemment, après avoir étudié quelque 7 000 plantes du monde entier, les scientifiques australiens ont trouvé une nouvelle variable dans les mathématiques de la nature.

Ce n'est pas seulement le risque de surchauffe qui tient les feuilles en échec, mais aussi le froid qui vient rampant la nuit.

"Vous associez ces deux ingrédients - le risque de gel et le risque de surchauffe - et cela aide à comprendre le modèle de taille des feuilles que vous voyez dans le monde entier", a déclaré à la BBC Ian Wright, de l'Université Macquarie de Sydney.

En fait, les plantes peuvent être beaucoup plus réticentes à attraper un frisson que trop de rayons.

"Ce que nous avons pu montrer concerne peut-être jusqu'à la moitié du monde, les limites globales de la taille des feuilles sont beaucoup plus fixées par le risque de gel la nuit que par le risque de surchauffe pendant la journée", a expliqué Wright.

Et tout comme les conditions de croissance des plantes varient énormément, la taille des feuilles aussi.

Mais toutes les feuilles ne font-elles pas la même chose?

Les feuilles d'un figuier commun (à gauche) ne pourraient pas être plus différentes de celles d'une fougère. (Photo: Pavel Vakhrushev / Studio COLOA / Shutterstock)

Ce que la science semble beaucoup moins sûre, c'est pourquoi les feuilles se ressemblent.

Pourquoi le feuillage d'un figuier est-il si différent de celui d'une fougère, par exemple?

Sûrement, la nature n'a pas conçu ce kaléidoscope tourbillonnant de couleurs et de motifs juste pour garder les humains dans un état d'émerveillement et d'émerveillement?

Il s'avère que ni le soleil ni l'air froid de la nuit - et certainement pas les humains stupéfaits - ne disent aux plantes comment s'habiller. C'est probablement une affaire de famille, affinée et transmise génétiquement au sein d'une espèce.

«La forme des feuilles d'un arbre est une réponse aux histoires écologiques et évolutives à long terme de l'espèce», note le site Web du département de biologie de Penn State.

En d'autres termes, une espèce développe une sorte de feuille - que ce soit la simplicité, l'ouverture d'une feuille de bananier ou le fuseau retenant l'humidité qu'est l'aiguille de pin rustique.

L'aiguille de pin est aussi une sorte de feuille - spécialement conçue pour retenir l'humidité et repousser le froid extrême. (Photo: Oleksandr Kostiuchenko / Shutterstock)

Bonne plante, bon endroit (et bonne feuille)

Une étude de 2003, également de l'Université Macquarie en Australie, suggère que le style d'une feuille est également sa fonction - assurer que juste la bonne feuille est développée pour un environnement spécifique. Après tout, pour la plante, la faire bien est une question de vie ou de mort.

Les angles des feuilles, par exemple, peuvent jouer un rôle dans la façon dont la lumière du soleil est interceptée. Les angles vifs, note l'étude, peuvent réduire la quantité de lumière que la feuille intercepte pendant le soleil éclatant de midi. En effet, une feuille à angle vif peut s'ombrer.

Inversement, les feuilles plus rondes ont "une plus grande interception de lumière quotidienne et potentiellement un plus grand gain de carbone."

La feuille de pin tropical est inclinée de manière à pouvoir se protéger du soleil. (Photo: Eduardo Lopez / Shutterstock)

Bien sûr, il existe quelques règles de base qui empêchent les plantes de se colorer trop loin des lignes de la nature.

La conception d'une feuille doit être suffisamment ouverte pour capter la lumière du soleil pour une photosynthèse très importante. Il doit également s'assurer qu'une feuille est formée de manière à garantir que les pores - appelés stomates - peuvent absorber suffisamment de dioxyde de carbone, ce qui contribue à alimenter ce processus.

Les feuilles ont des pores qui les aident à respirer le dioxyde de carbone, une exigence clé pour la photosynthèse. (Photo: phanthit.malisuwan / Shutterstock)

Et c'est là que la taille joue un rôle clé. Comme les panneaux solaires, les grandes feuilles récoltent autant de lumière solaire que possible. Les feuilles plus petites évitent trop de soleil et se concentrent sur le maintien serré dans le froid.

Chaque espèce conçoit son feuillage différemment pour s'adapter parfaitement à son environnement. Rien de moins que cela signifie la fin de la plante.

Un document de recherche du Département d'agronomie de l'État de l'Iowa utilise la figue pleureuse comme exemple dramatique:

«Il y a eu beaucoup d'argent dépensé par les horticulteurs qui vendent des plantes décoratives parce qu'ils reçoivent beaucoup de plaintes:« J'ai acheté cette figue pleureuse, je l'ai ramenée à la maison et les feuilles sont tombées, toutes! » Ils disent: «Eh bien, prenez-en bien soin. Ils repousseront. Mais quand ils repoussent, ils ont une taille, une forme et une épaisseur différentes qu'auparavant. »

C'est probablement parce que ces plantes développent leurs feuilles pour s'adapter parfaitement à une situation spécifique - même si cette situation est un changement du salon à la chambre.

La figue pleureuse est connue pour perdre ses feuilles et en faire pousser de nouvelles au moindre changement de sa situation. (Photo: Imageman / Shutterstock)

En fin de compte, quelque chose d'aussi crucial pour la survie d'une plante ne peut se permettre d'être moins que parfait. La beauté se trouve juste être un produit secondaire de cette perfection fonctionnelle.

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