Les arbres sont des êtres vivants ancrés dans le sol. Dès l’instant qu’ils commencent à germer, ils s’implantent et ne quitteront jamais leur sol, sauf intervention externe.

Créer sa propre énergie pour grandir

Au sein de la chaîne alimentaire, les arbres forment le premier maillon : les producteurs primaires. Ils ne consomment pas d’autres êtres vivants pour grandir. Pourtant, en tant qu’organisme vivant, la matière première permettant de construire les tissus et de fournir l’énergie nécessaire au maintien des fonctions vitales est la matière organique. Elle désigne les éléments riches en atomes de carbone, comme les sucres, qui forment la majorité de notre alimentation. S’ils ne s’en nourrissent pas, les arbres tout comme les autres végétaux, la produisent grâce à la photosynthèse. Ils récupèrent l’énergie solaire grâce à leurs feuilles, et à partir des minéraux et de l’eau qu’ils extraient du sol par leurs racines, ils créent la matière organique dont ils ont besoin. Les racines s’étendent de plus en plus au cours de la croissance de l’arbre, tout comme son feuillage. Il n’est donc pas étonnant que le sol des forêts soit recouvert de très grosses racines.

Cette réaction a lieu dans les cellules contenant de la chlorophylle, dans les feuilles de l’arbre. Les feuilles sont donc à l’origine de la production de toute l’énergie de l’arbre. Pour redistribuer cette énergie à toutes les cellules au travers de son corps, il possède tout comme les animaux un système circulatoire.

Le système circulatoire des végétaux

Comme au sein de tout être vivant, les molécules doivent pouvoir se déplacer de part et d’autre de l’organisme. Chez l’arbre il est important d’acheminer les minéraux des racines jusqu’aux feuilles, et de distribuer l’énergie produite par les feuilles au reste de l’organisme. Cette circulation se fait dans des vaisseaux grâce à un liquide, la sève. On distingue deux types de sèves qui n’ont pas la même composition : la sève brute et la sève élaborée.

La sève brute est riche en minéraux et est formée à partir des cellules racinaires. Elle doit être conduite aux feuilles qui ont besoin de l’eau et des minéraux qu’elle contient. L’arbre ne possède pas de pompe équivalente au cœur des vertébrés. La sève brute s’élève dans le xylème, vaisseau de bois s’étendant des racines aux branchages le long du tronc. Elle circule du bas vers le haut, dans le sens contraire de la gravité. Ce phénomène serait issu de la transpiration végétale : l’eau présente dans la sève brute est évaporée au niveau des stomates, minuscules pores que l’on retrouve au revers des feuilles. Cette évaporation induit une perte en eau en haut du xylème. Les racines puisant l’eau dans le sol, elles concentrent l’eau dans le bas du xylème. Ce déséquilibre entraîne la poussée de l’eau vers le haut, qui à l’état liquide cherche toujours à se répartir de façon homogène.

Sous l’écorce, dans des vaisseaux qu’on appelle le phloème, circule la sève élaborée. Elle est constituée des acides aminés et des glucides issus de la photosynthèse. Elle s’écoule hors de l’arbre lorsqu’il est blessé. De nombreux insectes profitent de ces blessures pour récupérer les nutriments de ce liquide gorgé de sucre. La sève élaborée a pour rôle d’acheminer les nutriments aux cellules de l’arbre qui pourront les utiliser comme source d’énergie. Certains endroits en ont particulièrement besoin, les boutons floraux, les fruits en croissance, les bourgeons de feuilles, les nouvelles branches ou racines.

Le système respiratoire

Les arbres respirent, comme tous les êtres vivants. La conversion de matière organique en énergie est une réaction chimique qui demande du dioxygène (O2) et qui libère du dioxyde de carbone (CO2). Ces échanges gazeux ont lieu au revers des feuilles. La libération de CO2 est l’issue inévitable de l’utilisation de glucides comme source d’énergie. Cependant, chez les arbres comme chez tous les végétaux, la photosynthèse compense la respiration, en consommant du dioxyde de carbone et en libérant du dioxygène. La composition de l’air reste donc équilibrée. Tout ce système reste opérationnel tant que l’arbre porte ses feuilles – ou ses aiguilles pour les conifères. Puisqu’en automne, les feuillus perdent leur couverture, ils entrent en dormance. Ils ne peuvent plus produire d’énergie. Le bourgeonnement de nouvelles feuilles le printemps venu est extrêmement énergivore, mais ce fonctionnement permet à l’arbre de traverser la saison à risques. La plupart des conifères ne perdent pas leurs aiguilles – sauf températures extrêmes – et restent actifs tout au long de l’hiver. 

L’eau, nécessaire pour survivre

Digestion, respiration… hydratation ! L’arbre boit lui aussi. Il a besoin d’eau pour transporter les minéraux des racines aux feuilles et pour réaliser la photosynthèse. La majorité de l’eau absorbée par la sève brute est évaporée au niveau des feuilles. C’est le phénomène de transpiration évoqué précédemment. Cette circulation d’eau permet à la sève brute d’avoir une consistance adéquate pour être élevée à plusieurs mètres ou dizaines de mètres de hauteur. On parle d’évapotranspiration, l’eau est transpirée sous forme de gaz, et comme une sueur. L’eau sert également de liquide de refroidissement : toutes ces réactions chimiques produisent beaucoup de chaleur. Il est donc indispensable que cette eau circule et maintienne la température de l’arbre à des valeurs normales.

La morphologie des feuilles permet à un maximum de gouttes de tomber au-dessus de l’étendue des racines. Elles interceptent les gouttelettes et les réunissent en gouttes plus grosses qui atterrissent sur le sol. Elles permettent aussi de créer une atmosphère humide si les gouttelettes ne sont pas assez nombreuses pour rejoindre le sol : elles d’évaporent sur les feuilles et rejoignent l’air ambiant.

L’organisation en forêt est un véritable avantage pour l’arbre. Le milieu devient une véritable éponge grâce aux mousses et à l’hummus. L’eau interceptée n’est pas qu’utilisée par les arbres et les végétaux, elle est également filtrée peu à peu à travers les couches du sol dans les profondeurs pour rejoindre les nappes phréatiques. Ainsi, la forêt est un barrage aux ruissellements et permet donc de limiter les inondations, de ralentir l’érosion des roches et de lutter contre l’assèchement des sols.

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Crédit de la photo principale : Arbres en forêt ©  *pascal* / Flickr

Sources :

• Sueron, C., 1997. La vie de la forêt. Collection Les hommes et la nature, Éditions Office national des forêts. 47p.
• Évapotranspiration, Interception des précipitations, Wikipédia France (consultés le 20/01/2023)