Palmées, ovales, rondes ou dentelées... Les feuilles des arbres ont des formes incroyablement diversifiées. Pourquoi la nature a-t-elle produit des formes et des tailles des feuilles aussi variées ?
Suivant la théorie de l'évolution, on pourrait imaginer qu'il existe une forme et une taille de feuille optimisée pour favoriser la photosynthèse et la croissance des arbres. Quand on observe la nature, il n'en n'est rien. Le chêne a des feuilles lobées, le châtaignier des feuilles oblongues, et l'acacia des feuilles découpées en folioles. D'où vient cette incroyable complexité ?
Taille des feuilles d’arbre : une conséquence du climat
La forme des feuilles résulte de l'adaptation de chaque espèce à son environnement. Sous un climat sec, la feuille ne doit pas être trop grande, car cela l'expose à la déshydratation. À l'inverse, une forte pluviosité va accroître la taille des feuilles. « Les feuilles de bananier ont pu atteindre une telle taille car ces arbres poussent dans des climats chauds et humides, atteste Ian Wright, biologiste à l'université de Macquarie, à Sydney. Il n'existe en principe aucune limite à la taille des feuilles. Tant qu'il y a de l'eau dans le sol, elles continuent à grandir ». Le palmier de Madagascar, ou le raphia royal (Raphia regalis), possède ainsi de gigantesques feuilles peuvent atteindre 25 m de long sur 3 m de large, explique le spécialiste, auteur d'une étude sur la taille des feuilles publiée dans Science.
Mais alors, pourquoi les feuilles des arbres des zones tempérées, qui risquent en principe moins d'être « brûlées » par le soleil que dans les zones tropicales, restent-elles de taille modérée ? Selon les chercheurs, ce serait en raison du froid. « Les grandes feuilles ont des couches d'air immobile plus épaisses et isolantes qui ralentissent leur capacité à tirer de la chaleur de leur environnement, chaleur nécessaire pour compenser l'énergie perdue durant la nuit », explique Colin Prentice, coauteur de l'étude. Les feuilles plus petites ont également un coût métabolique moins élevé.
Des feuilles échancrées pour faire moins d’ombre
Reste à expliquer la diversité des formes. Là encore, chaque arbre s'adapte au mieux aux conditions dans lesquelles il vit. La forme d'une feuille est donc le résultat complexe d'un compromis entre capter un maximum de lumière pour la photosynthèse et absorber un maximum de CO2 à travers les pores de la feuille, ces deux processus entraînant une évaporation de l'eau. Les feuilles recevant beaucoup de lumière ont ainsi tendance à posséder des multiples lobes et contours afin d'évacuer la chaleur.
Certaines feuilles à angle aigu permettent de capter un maximum de lumière le matin, lorsque le soleil est rasant, tout en minimisant l'incidence de la chaleur lorsque le soleil est son pic en journée. Certaines feuilles incurvées sont même capables de se faire de l'ombre à elles-mêmes !
À l'inverse, les arbres poussant dans des zones ombragées ont tendance à avoir des feuilles plus larges et moins dentelées pour capter au maximum le soleil.
Un même arbre peut aussi comporter des feuilles de taille et de forme variées : les feuilles supérieures, qui captent beaucoup de lumière, ont tendance à être plus petites et plus lobées afin de faire moins d'ombre aux feuilles de l'étage inférieur. Placés dans des environnements différents, deux arbres d'une même espèce vont également développer des formes de feuilles différentes.
Enfin, la forme des feuilles est aussi influencée par les espèces d'insectes et de micro-organismes qu'elle abrite, dont certains sont bénéfiques pour la croissance de l'arbre. La phyllosphère désigne ainsi la surface qu'offre la plante comme habitat pour les micro-organismes
Forme des feuilles : le cas des aiguilles
Chez les conifères, les aiguilles ont une surface d'absorption de lumière très réduite. En contrepartie, les aiguilles possèdent une cuticule épaisse, dure et vernissée, avec des stomates enfoncés sous la surface, ce qui prévient la perte d'eau par évaporation. Ils sont ainsi capables de résister à des températures très basses et à un climat sec. Comme ils ne perdent pas leurs feuilles à l'instar des arbres à feuilles caduques, ils peuvent également effectuer la photosynthèse tout au long de l'année. Une étude allemande a ainsi montré que les hêtres, à feuilles larges et ovales, génèrent de la photosynthèse 176 jours par an, contre 260 jours pour les épicéas.
Forêt tropicale primaire L’humidité est forte et favorise la pousse des épiphytes, ces plantes qui poussent sur n’importe quoi, arbres, rocs ou fils électriques. Au sol, la lumière est plus rare, ce qui convient bien aux fougères. Il fait chaud. Nous sommes dans une forêt tropicale © Mrs Brown, Pixabay, DP
Paysage de la Taïga en russie De grands arbres, de larges étendues d’eau venues de la fonte de la neige et de la glace, une température fraîche : c’est la taïga. Elle s’étend au nord de la planète, jusque dans l’Arctique, de la Sibérie à l’Alaska en passant par les pays scandinaves et le Canada. © Baldr80, Pixabay, DP
Forêt de Rambouillet La forêt de Rambouillet, située dans le sud du département des Yvelines, est un des principaux massifs forestiers d'Île-de-France. Il s'agit d'un espace boisé de 200 km², dont 14 550 ha de forêt domaniale, qui s'étend sur le territoire de 29 communes. Le peuplement est constitué principalement de chênes, à hauteur de 68 %, et de résineux (pin sylvestre et pin laricio) pour 25 %. Ce massif comporte des étangs, des zones rocheuses, des étendues de sable, des vallons et des cascades. Une partie de la forêt se trouve dans le parc naturel régional de la haute vallée de Chevreuse. © Pline GNU Free Documentation License version 1.2
Forêt de Belouve D'après Wikipedia : La forêt de Bélouve est une forêt de l'île de La Réunion, département d'outre-mer français dans l'océan Indien. Elle occupe un plateau perché situé en marge du cirque naturel qu'occupe la commune de Salazie, sur le territoire de laquelle elle est néanmoins située. On n'y accède que par une route en cul-de-sac qui traverse la forêt de Bébour en provenance de La Plaine-des-Palmistes ou du nord par un sentier de randonnée escarpé montant de l'îlet d'Hell-Bourg. C'est l'une des forêts de la Réunion qui produit le bois de tamarin des hauts utilisé en ébénisterie. La Grande Mare en forêt de Bélouve avec en arrière-plan les boisements de tamarin des hauts et le rempart de la forêt de la Plaine des Lianes. Louis Volant / Flickr - Licence Creative Common (by-nc-sa 2.0)