Le tronc d’arbre, créateur, vivant et dynamique

« Nature de la physique » de Feynman :

« J’ai beaucoup appris au cours de ces promenades dans les bois avec mon père… Nous observions tout ce qui s’y passait. Nous discutions beaucoup des plantes qui poussent, des arbres qui luttent pour avoir de la lumière, qui essaient de grimper le plus haut possible, et du problème de faire monter l’eau à plus de quinze mètres, des petites plantes qui au ras du sol essaient de capter le peu de lumière qui passe à travers les arbres… de toute la croissance, en général.

Un beau jour, après avoir vu tout ça, mon père m’emmena de nouveau dans la forêt et me dit : « Pendant tout le temps que nous avons passé dans la forêt, nous n’avons vu que la moitié de ce qui s’y passe, exactement la moitié. – Que veux-tu dire ? dis-je. – Nous avons examiné la manière dont les choses poussent. Mais toute croissance doit nécessairement s’accompagner d’une dégradation égale, sinon les diverses substances seraient à jamais consommées. Il n’y aurait que des arbres morts, qui auraient épuisé toute la nourriture de l’air et du sol ; rien ne retournerait plus ni à la terre, ni à l’air. Plus rien ne pourrait pousser puisqu’il n’y aurait plus de matériaux disponibles. Toute croissance doit nécessairement être suivie d’une dégradation équivalente. »

Suivirent alors d’autres promenades dans la forêt : nous fendions de vieilles souches, nous observions de curieux insectes, des champignons en train de pousser ; mon père ne pouvait me montrer les bactéries, mais nous observions leur effet dégradant… Je vis dans la forêt un travail incessant de circulation de la matière. »

Les arbres vivent en connexion avec le milieu...

Les arbres échangent dans l’air...

Les arbres se rejoignent dans le ciel...

... et par les racines

Ils changent avec l’âge...

Orme

Vieil orme

Tulipier

Vieux tulipier

Chêne

Vieux Chêne

Hêtre

Vieux Hêtre

Châtaignier

Vieux Châtaignier

Le tronc d’arbre, être vivant et dynamique, créateur aux capacités étonnantes qui révolutionnent le Vivant

Oui, les arbres ont de quoi nous étonner, non seulement parce qu’ils communiquent entre eux, non seulement parce qu’ils sont capables de s’entraider en envoyant par exemple des sucs nécessaires à un arbre malade, mais parce qu’ils ont inventé plusieurs sortes de comportements. Ainsi, un tronc qui paraît mort peut encore vivre grâce à la solidarité des arbres pendant plusieurs années, a remarqué un forestier allemand. Un arbre malade, incapable de se nourrir par ses racines de manière suffisante, peut y être aidé par les arbres voisins. Un arbre reçoit des informations sur des agressions possibles, par ses voisins. Les arbres forment des collectivités, les forêts, qui se comportent différemment de l’arbre isolé.

L’arbre n’est pas la seule plante à produire du bois (les plantes à filtre en font), à utiliser la photosynthèse, à produire des feuilles et des branches. Par contre, l’arbre a inventé le tronc, les grandes racines, les feuilles, les glands, la sève, les fruits, et le système microfluide, ou encore l’absorption en masse du gaz carbonique atmosphérique. L’arbre a inventé et fabriqué une quantité de substances comme des flavonoïdes, des terpènes, des lactones, et j’en passe. Il a modifié les sols permettant ainsi à de nouvelles espèces d’arbres de s’implanter, les échanges moléculaires entre êtres vivants, les collaborations entre plantes (coévolution des espèces d’arbres en forêt), les possibilités de transplantation d’une vie dans une autre vie. Il a colonisé des territoires nouveaux.

La forêt, une collectivité d’arbres en relation permanente et obéissant à des règles collectives, différentes de celles de l’individu

Des arbres en relation

Parler d’un tronc d’arbre comme d’un révolutionnaire peut pourtant sembler étrange, même en songeant à l’évolution des espèces : rien de plus immobile apparemment, rien de plus mort puisqu’il a la particularité de conserver des cellules mortes qui enveloppent le tronc, rien de plus figé encore en apparence puisque les racines figent le tronc sur place et pourtant… Pourtant, l’arbre n’est rien de tout cela. Il est dynamique, actif, vivant, capable d’initiatives, bâtisseur de relations avec d’autres arbres…

Bien des éléments du fonctionnement du tronc d’arbre ont un caractère véritablement révolutionnaire par rapport aux autres plantes parmi lesquels on peut citer : la fabrication de l’écorce, la croissance du tronc de l’arbre, la montée de la sève brute et la fabrication de la sève élaborée, la capacité à croître très en altitude, le sens de la verticale, le développement des branches et des feuilles, le sommeil nocturne, la respiration, le sens des vibrations, la collaboration avec des quantités de formes de vie, la fabrication de la résine, la fabrication du bois, la conservation de l’eau, les relations avec les autres arbres, etc.

Cependant, il est toujours difficile de s’étonner de ce que l’on voit tous les jours, même quand on n’en comprend pas le fonctionnement…

Considérons la croissance du tronc. Quoi d’étonnant ? Pourtant, cela ne fonctionne pas du tout comme ce que nous imaginons de notre propre croissance de taille ! L’arbre grandit par le haut, ce qui signifie qu’une marque portée sur le tronc d’un jeune arbre ne va pas monter en hauteur en même temps que l’arbre mais, au contraire, rester exactement au même niveau. Une branche située à un certain niveau ou une marque ou un clou resteront toujours au même niveau au cours des années…

Prenons la montée de l’eau dans le tronc d’arbre. Elle va à l’encontre de la gravitation et pourtant elle ne résulte pas non plus d’un phénomène capillarité, alors c’est quoi ? Ce n’est pas un moteur ! Ce n’est pas une pompe au sens propre !

Prenons le sens de la verticalité du tronc. Qu’est-ce qui le produit ? Comment l’arbre fait-il pour trouver la direction verticale, même sur un terrain en pente ?

Prenons la taille de l’arbre. Comment font les arbres pour atteindre une si grande hauteur ? On sait que les arbres sont les plus grands des êtres vivants. Qu’est-ce qui permet à l’arbre d’être si grand ? Qu’est-ce qui détermine sa hauteur ?

Prenons la mort de l’arbre. Qu’est-ce qui la provoque ? Comment la détecter ? On croit souvent qu’on sait reconnaître un arbre mort, mais rien de plus faux : cela ne se voit pas à l’œil nu…

Prenons la capacité de l’arbre à déterminer le sens de son développement. Qu’est-ce qui permet à l’arbre de diriger son développement ?

Prenons l’écorce de l’arbre. Comment se fait-il que l’arbre conserve ses cellules mortes, contrairement à la plupart des êtres vivants ?

Mais aussi comment fait-il pour communiquer avec ses voisins ?

Comment décide-t-il que c’est le moment de faire chuter ses feuilles ?

Est-il capable de se protéger des autres êtres vivants qui le menacent ? Est-il capable de se soigner ? Est-il capable de détecter des dangers ? La réponse à ces trois questions est oui, aussi étonnant que cela paraisse !

Et nous n’avons fait que donner une première idée de la quantité de questions étonnantes concernant le tronc de l’arbre…

Commençons par la capacité de fabriquer le bois…

Comment est produit le bois du cœur de l’arbre ?

En vieillissant, les cellules du xylème (autre nom du bois) s’obstruent et durcissent, formant le bois de cœur, qui sert de durcisseur aux branches.

L’arbre produit la lignine. La lignine (du latin lignum qui signifie bois) est une biomolécule, en fait une famille de macromolécules polymères polyphénoliques, qui est un des principaux composants du bois avec la cellulose et l’hémicellulose. La lignine est apparue il y a 380 millions d’années, au Dévonien, avec les premières plantes vasculaires que sont les Fougères (Ptéridophytes) et presque simultanément les premiers arbres (Archaeopteris). La biosynthèse de la lignine nécessite de l’oxygène et est probablement apparue à cette époque lorsque la concentration en oxygène atmosphérique a atteint un niveau suffisant. La lignification assure une rigidité, une imperméabilité à l’eau, une résistance à l’implosion des cellules conductrices de sève brute et une grande résistance à la décomposition. Cette capacité a permis d’avoir un port dressé favorisant la réception de l’énergie lumineuse.

L’écorce est faite à partir de cellules mortes mais qui n’ont pas été apoptosées et détruites, contrairement à ce qui se passe généralement dans le vivant.

La grande capacité de l’arbre à se protéger par son écorce est soulignée par la grande difficulté des maisons en bois de résister aux agressions, celles des champignons, des insectes et des animaux. Le bois mort de l’arbre vivant (écorce) se protège autrement plus que le bois mort de l’arbre mort !!!

La manière de se soigner et d’éloigner des intrus est bien connue, elle s’appelle la résine et elle est produite par l’écorce. Les arbres sont souvent blessés par le gel, le vent, le feu ou la cognée… La résine protège la blessure, avant que celle-ci se cicatrise. Au début, la sève s’écoule par l’ouverture mais un cal se forme bientôt sur les bords, entraînant la perte du liquide, puis les cellules de cambium se multiplient à la périphérie de la blessure en progressant vers le centre. Si l’entaille est petite, ces cellules finissent par se rejoindre en une cicatrice parfaite. Si l’entaille est béante, elle peut ne jamais se refermer complètement.

La résine peut également produire des moyens d’écarter des envahisseurs et agresseurs qui essaient de vivre sur le dos de l’arbre ou de l’étouffer : c’est du poison.

La manière de s’informer des menaces consiste en émissions de gaz des autres arbres en cas d’agression.

L’un des points essentiels du fonctionnement de l’arbre consiste à faire en sorte de toujours maintenir un approvisionnement suffisant en eau. Par exemple, les feuillus vont actionner la chute de leurs feuilles dès que l’on perçoit le raccourcissement des jours et le refroidissement de la température. Cela se produit aussi dans le cas d’une saison sèche. C’est l’arbre qui perçoit la nécessité et qui crée une assise de cellules liégeuses au point d’attache des feuilles sur les rameaux. Ainsi coupées du système circulatoire général de l’arbre, les feuilles dépérissent et tombent. Une autre assise de cellules spéciales cicatrise la petite blessure laissée par la chute de la feuille, protégeant l’arbre contre la déperdition d’humidité et l’invasion des champignons, deux soucis permanents de l’arbre.

L’une des capacités essentielles consiste à faire monter l’eau (en fait la sève brute) en hauteur et c’est une capacité étonnante puisqu’elle doit non seulement franchir la matière mais combattre la gravitation, et cela sans une pompe, sans un cœur, sans un moteur ! Fondamentalement, la réponse à la question « Pourquoi l’eau monte dans l’arbre jusqu’à son sommet, aussi élevé soit-il ? » est la suivante : parce que les racines captent l’eau des zones avoisinantes, parce que l’aubier (partie de l’arbre située entre le cœur et le cambium) permet de transporter l’eau et parce que les feuilles évaporent l’eau. La transpiration des feuilles, qui rejette des tonnes de vapeur d’eau dans l’atmosphère (jusqu’à 5 000 tonnes d’eau en un an pour un hectare de hêtres !), crée un vide aussitôt comblé par le liquide qu’aspirent les racines. A mesure que l’eau s’évapore dans les feuilles, la pression entraîne des effets en chaîne jusque dans les racines qui pompent l’eau du voisinage dans les radicelles des racines, par les poils absorbants de celles-ci. C’est tellement efficace que l’eau se déplace parfois à la vitesse de 30 m/h ! Les vaisseaux du tissu jeune du xylème transportent ainsi rapidement eau et sels, de bas en haut, d’un mouvement inverse de celui de la sève élaborée par les feuilles qui va de haut en bas.

« Les lois du monde », Lehoucq, Courty, Kierlik :

« L’aspect le plus surprenant de la circulation de la sève dans les végétaux est la hauteur à laquelle ce liquide peut s’élever, plus de cent mètres pour les plus grands arbres, tels les séquoias. Quel mécanisme est capable de faire monter un liquide aussi haut ?

La sève est le sang des végétaux. Elle véhicule l’eau, mais aussi les substances nutritives et les déchets que les différentes parties de la plante doivent recevoir ou éliminer.

La circulation se fait à travers des vaisseaux, qui jouent le même rôle que les vaisseaux sanguins d’un animal, constitués d’une structure de cellules mortes vidées de leur protoplasme. Ces vaisseaux forment des conduits continus d’un diamètre compris entre 20 et 400 micromètres selon les plantes. La lignine, paroi des conduits, est un polymère dur et imperméable qui lui confère une bonne résistance mécanique et facilite l’écoulement de l’eau…

Par une ascension capillaire, la sève, dont la tension de surface est proche de celle de l’eau, peut monter spontanément, dans les plus fins conduits, de moins d’un mètre. Manifestement, la capillarité n’explique pas l’ascension de la sève jusqu’au sommet des arbres…

Ne pourrait-on imaginer que la sève se hisse dans les vaisseaux, poussée par la pression atmosphérique ? (…) La hauteur ainsi atteinte est inversement proportionnelle à la densité du liquide… L’eau étant 13,6 fois moins dense que le mercure du baromètre, la hauteur atteinte par l’eau dans un baromètre est de 10,3 mètres. C’est aussi la hauteur maximale que pourrait atteindre la sève si la pression atmosphérique qui s’exerce sur le sol et qui se transmet à la sève par l’intermédiaire des racines était responsable de sa montée. C’est insuffisant et l’ascension de la sève dans le tronc des grands arbres semble défier les lois de la pesanteur.

La chimie peut-elle expliquer le phénomène ? La concentration de la sève en éléments nutritifs varie au cours du cycle annuel. Certains arbres, comme les érables, ont une sève dont la concentration en sucre est bien supérieure à celle du sol qui entoure les racines. D’où une diffusion qui entraîne une pression. (…) La pression osmotique de la sève des érables vaut environ deux atmosphères et permettrait à la sève de s’élever d’à peu près 21 mètres. C’est encore insuffisant…

La solution à notre problème provient de ce que la circulation est ouverte : l’eau peut sortir de l’arbre. Le moteur qui fait monter la sève est le Soleil. C’est l’évaporation des feuilles qui entraîne la sève en la tirant du haut et pas en la poussant par le bas. »

La montée de la sève est due à plusieurs phénomènes : la transpiration foliaire, l’osmose et la capillarité. À la surface des feuilles, l’eau s’évapore, et du fait de la cohésion entre molécules d’eau grâce aux liaisons hydrogènes, les grands arbres peuvent faire monter une colonne d’eau de plus de 100 mètres. L’osmose permet de faire monter l’eau, car la sève brute étant chargée en minéraux, l’eau cherche un équilibre, et a tendance à « pousser » pour entrer dans les canaux conducteurs de sève. La capillarité est le phénomène physique par lequel l’eau adhère aux parois d’un tube, et monte, jusqu’à trouver un équilibre entre la force de la gravité et la capacité.

Trois phénomènes permettent à la sève de monter dans les arbres : l’évaporation, la capillarité et la pression racinaire. L’évaporation se produit au niveau des feuilles des arbres. Sous l’effet de la chaleur du soleil, une partie de l’eau contenue dans la sève se transforme en vapeur, ce qui crée une légère dépression dans les vaisseaux de l’écorce. Cette dépression agit comme une pompe et aspire la sève vers le haut.

À cela s’ajoute la capillarité, c’est-à-dire la propension des liquides à progresser spontanément dans les milieux poreux (les tissus) ainsi que dans les tubes de moins de 1 millimètre de diamètre, comme c’est le cas des vaisseaux de l’écorce conduisant la sève.

Enfin, la pression racinaire résulte du phénomène d’osmose. Ce dernier pousse l’eau à se déplacer du milieu le moins concentré en sels vers le milieu le plus concentré en sels. Les racines étant très concentrées en sels minéraux, elles attirent l’eau du sol environnant, créant une pression interne qui pousse la sève vers le haut de l’arbre.

Comment fait l’arbre pour avoir une croissance si étonnante que chaque point de l’écorce ne grimpe pas en même temps que la taille de l’arbre mais reste au même niveau ?

En fait, l’arbre grandit en édifiant de nouvelles structures, avec des cellules nouvelles au-dessus des anciennes. Ainsi, une branche apparue à 1,20 mètre du sol sera toujours à ce niveau, tout au long de la vie de l’arbre.

C’est cette croissance, égale en tout point, et toujours le cambium du tronc produisant et dressant des cellules au-dessus des précédentes qui permet à l’arbre de grandir verticalement sans pour autant voir de moyen de connaître la direction verticale !

Sur un terrain en pente s’ajoute un autre phénomène appelé le gravitropisme, dont on commence tout juste à comprendre le fonctionnement. Les arbres possèdent des cellules spécialisées (les statocytes) qui contiennent de minuscules grains d’amidon. Ces grains, un peu comme le niveau à bulle de maçon, serviraient de repère à l’arbre en l’aidant à percevoir sa verticalité. Dans le cas où le tronc pousserait de travers, les statocytes favoriseraient le déplacement de l’auxine sur un seul côté du tronc. Ceci engendrant la fabrication d’un bois dit « de tension » dont les fibres se rétractent et provoque la courbure du tronc.

Une des révolutions du tronc d’arbres, c’est encore leur diversité de formes et fonctionnement… Il y a 65 065 espèces d’arbres et tous ont des troncs différents !!!

Aux origines du tronc d’arbre

Une grande famille, aux embranchements nombreux et possédant des racines… très anciennes : vous la connaissez ?

Des troncs d’arbre étonnants

Hêtre tortillard

Baobab

Arbre de Judée... peu classique

Acaricuara

Les troncs de diverses espèces d’arbres

L’écorce de l’arbre

La reconnaissance des arbres par l’écorce

Diverses écorces

Encore sur les écorces d’arbre

ordre des Conifères :

Araucariacées :

Araucaria

Pinacées :

Cèdre

Cèdre du Liban

Épicéa

Mélèze

Pin

Sapin

Tsuga

Cupressacées :

Calocèdre

Cyprès

Faux cyprès

Genévrier

Hinoki

Libocèdre

Thuya

Taxodiacées :

Athrotaxis

Cryptoméria

Cunninghamia

Cyprès chauve

Glyptostrobus

Métaséquoia

Séquoia

Taïwania

Taxodium

ordre des Ginkgoales, f. des Ginkgoacées :

Ginkgo

ordre des Taxales :

Céphalotaxées :

Cephalotaxus

Taxacées :

Amentotaxus

Austrotaxus

Pseudotaxus

If (Taxus)

Torreya

Eucommiacées :

Eucommia

Juglandacées :

Noyer

Ptérocarya

Moracées :

Arbre à pain

Figuier

Jacquier

Mûrier

Oranger des Osages

Pippal

Salicacées :

Peuplier

Saule

Saule pleureur

Bétulacées :

Aulne

Alnus glutinosa

Bouleau

Charme

Charme pyramidal

Noisetier

Platanacées :

Platane

Fagacées :

Chêne

Châtaignier

Hêtre

Quercus robur

Ulmacées :

Orme

Orme de Sibérie

Micocoulier

Zelkova

Céracées :

Érable

Érable negundo

Érable lacinié

Espèces d’ Érables

Anacardiacées :

Anacardier
Cotinus

Faux Poivrier

Manguier

Pistachier

Rhus

Sumac

Araliacées :

Aralia

Kalopanax

Bignoniacées :

Catalpa

Jacaranda

Caprifoliacées :

Abélia

Kolkwitzia

Laurier-tin

Sureau

Viorne obier

Cornacées :

Cornouiller

Ébénacées :

Ébène

Plaqueminier

Sapotillier

Styrax

Éricacées :

Arbousier

Rhododendron

Hamamélidacées :

Katsura

Liquidambar

Parrotie

Hippocastanacées :

Marronnier

Lauracées :

Avocatier

Camphrier

Cannelier

Laurier

Sassafras

Fabacées :

Sous-famille des Papilionacèes :

Baguenaudier

Cytise

Robinier (faux acacias)

Sophora du Japon
Virgilier

Wisteria (glycine)

Sous-famille des Caesalpinioidées :

Arbre de Judée

Bauhinia

Caesalpinia, avec le Pernambouc ou le Pau-Brasil

Caroubier

Cassia

Chicot

Févier

Tamarinier

Sous-famille des Mimosacées

Acacia

Albizia

Mimosa

Magnoliacées :

Magnolia

Tulipier de Virginie

Méliacées :

Cédrèle

Margousier

Myrtacées :

Eucalyptus

Nyssacées :

Davidia

Oléacées :

Olivier

Frêne

Chionanthus

Lilas

Forsythia

Jasmin

Rhamnacées :

Bourdaine

Céanothe

Nerprun

Rosacées :

sous-famille des Malacées :

Alisier

Amélanchier

Aubépine

Néflier

Cognassier

Cotoneaster

Poirier

Pommier

Sorbier

Sous-famille des Amygdalacées, genre Prunus

Abricotier

Amandier

Cerisier

Laurier-cerise

Laurier du Portugal

Merisier

Pêcher

Prunier

Rutacées :

Citronnier

Euodia

Oranger

Phellodendron

Ptéléa

Zanthoxylum

Sapindacées :

Litchi

Longanier

Savonnier

Xanthoceras

Scrofulariacées :

Paulownia

Sterculiacées :

Brachychiton rupestre

Brachychiton arbre bouteille

Cacaoyer

Cola

Sterculia

famille des Tiliaceae :

Tilleul

Simaroubacées :

Ailante

Ulmacées :

Orme

Micocoulier

Zelkova

Les arbres sentent-ils et communiquent-ils ?

L’arbre révolutionne la Terre

Arbres associés, enlacés, emmêlés, amoureux, interactifs, coopérant, échangeant, s’entraidant ou se volant mutuellement

Qu’est-ce que le tronc d’arbre

Création du bois

Qu’est-ce que la résine

Création de la résine

Qu’est-ce que la sève
Montée de la sève

Invention de la croissance verticale du tronc de l’arbre

Mécanique de l’arbre sur pied : modélisation d’une structure en croissance soumise à des chargements permanents et évolutifs

Les étonnantes facultés des arbres

Intelligence des arbres ?

Arbre : entre visible et invisible

Les arbres les plus originaux de la planète

Les arbres les plus beaux du monde

La forêt cache l’arbre

L’arbre choisit de faire tomber ses feuilles

L’arbre et le mouvement

Les arbres bougent sur un cycle jour-nuit

Des formes et des forces

Comment poussent les arbres

Quand les arbres grossissent et quand ils prennent du poids

Structure d’un tronc d’arbre

L’arbre vivant : une mégalopole de micro-habitats