Un jeune peuplier est mis à l’horizontale. En une dizaine de jours, le tronc commence à se pencher vers le haut, comme on pourrait s’y attendre d’une plante qui suit la gravité. Puis les chercheurs retirent les deux repères les plus évidents: la direction de la lumière et un signal gravitationnel stable. Et le peuplier continue d’ajuster sa posture. Il le fait en construisant du bois nouveau au bon endroit.
C’est ce que des chercheurs de l’INRAE et de l’Université Clermont Auvergne ont observé dans une étude publiée dans New Phytologist. Chez les jeunes peupliers hybrides examinés, la simple courbure du tronc a suffi à guider la formation du fameux bois de tension, un tissu capable de générer des forces qui tirent le tronc pour le redresser.
Les arbres, en somme, possèdent une forme de proprioception : ils perçoivent la configuration de leur propre corps et utilisent cette information pour se corriger. Bien sûr, il n’y a pas de système nerveux ni de muscle caché sous l’écorce. Le parallèle avec les muscles, lui aussi évoqué par l’INRAE pour présenter les résultats, aide toutefois à comprendre ce qui se passe: un côté tire, puis le côté opposé peut intervenir.
Comment on retire à un arbre le sens de la gravité
L’expérience a été conçue spécialement pour séparer la courbure du tronc des autres signaux qui guident normalement une plante. Les chercheurs ont travaillé avec de jeunes exemplaires de Populus tremula × Populus alba. Tout d’abord, ils les ont inclinés jusqu’à l’horizontale. Les peupliers ont réagi en formant du bois de tension sur la partie supérieure du fût et ont commencé à s’incurver vers le haut.
Après environ dix jours, lorsque la courbure était désormais évidente, les arbres ont été transférés dans des chambres sphériques éclairées uniformément par toutes les directions. Le repère lumineux a ainsi été supprimé. Par ailleurs, les pots ont été placés sur un clinostat, un appareil qui fait tourner lentement la plante autour d’un axe horizontal: la gravité existe toujours, mais sa direction par rapport au tronc change continûment et cesse de fournir une orientation stable.
A ce moment-là restait surtout une chose à «sentir» : l’ampleur de la courbure du tronc. Et le tronc a commencé à se redresser. L’enregistrement complet des variables a été obtenu sur sept plants soumis au protocole principal et sur trois plants témoins, un échantillon restreint qu’il faut garder à l’esprit lorsque l’on étend les conclusions au-delà du système expérimental étudié. Le résultat observé chez les peupliers était toutefois suffisamment net pour permettre aux chercheurs de distinguer un simple retour élastique du bois d’une réponse biologique active.
Le bois change de côté et commence à tirer de l’autre bord
Ici intervient la partie la plus intéressante. Lors de la première courbure vers le haut, le bois de tension s’était formé sur le côté supérieur du tronc. Lorsque la référence gravitationnelle a été neutralisée sur le plan expérimental, cette production s’est arrêtée. Après quelques jours, au microscope est apparu du nouveau bois de tension sur le côté opposé, celui convexe de la courbe. C’était comme si le peuplier avait changé de main à la corde qu’il utilisait pour tirer sur son fût.
Le tissu ne ressemblait pas seulement au bois de tension : il présentait les caractéristiques anatomiques associées. Dans le bois coloré avec Astra Blue, le rapport fibres/vaisseaux était d’environ trois fois supérieur à celui du bois normal ou opposé. Les fibres présentaient également la G-layer typique, une paroi gélatineuse épaisse, riche en cellulose, impliquée dans la production des tensions mécaniques.
Celui formé lors du redressement était même plus épais: en moyenne 2,70 micromètres contre 1,97 micromètres dans le bois de tension produit pendant la première phase, soit environ 37 % de plus. Les auteurs avertissent toutefois que cette différence pourrait aussi dépendre de la durée plus longue de la phase de redressement ou de l’effort nécessaire pour bouger un fût qui, entre-temps, continuait à croître et à s’épaissir.
La correction ne démarre pas en une seule fois. Entre le début de la rotation sur le clinostat et l’inversion de la courbure, il se passe environ deux jours. Cela tient du fait que le changement doit générer de nouvelles cellules, différencier le bois de tension et construire la G-layer avant que ce tissu puisse exercer une force significative.
Un arbre combine gravité et forme de son tronc
Jusqu’ici, le bois de tension des feuillus était surtout décrit comme le tissu qui apparaît sur le côté supérieur d’un tronc incliné et qui le tire vers le haut. L’expérience suggère quelque chose de plus raffiné: la localisation où apparaît dépend de l’équilibre entre le signal gravitationnel et celui lié à la courbure du tronc.
Quand dominent la gravité, le peuplier cherche la verticale. Quand l’information relative à sa propre forme devient plus prégnante, le bois de tension peut se déplacer sur l’autre côté et réduire la courbure déjà produite. Les auteurs évoquent une véritable «boucle sensorimotrice», un circuit sensoriel et moteur actif même dans la partie ligneuse de l’arbre.
C’est une distinction importante car elle évite de transformer les troncs en êtres humains dotés de tissus musculaires. Les arbres ne «voient» pas qu’ils sont courbés et ne possèdent ni muscles ni neurones. Les cellules réagissent à des signaux physiques et biologiques, et la croissance modifie progressivement les forces réparties dans le bois.
Le résultat aide toutefois à expliquer comment un organisme qui passe toute sa vie au même endroit peut corriger en continu son architecture au fur et à mesure qu’il grandit, est soumis au vent, porte la neige ou est influencé par d’autres perturbations.
L’INRAE indique des retombées potentielles futures tant dans l’étude de la qualité du bois que dans la sélection de plantes cultivées moins susceptibles de se laisser aller à ce genre d’inclinaison. Ce ne sont là que des perspectives encore à explorer: l’expérience porte sur de jeunes peupliers dans des conditions contrôlées et ne démontre pas à elle seule que chaque espèce arborescente utilise exactement le même mécanisme.
Ce qui est montré directement est déjà plutôt remarquable. Un tronc est plié, perd ses repères extérieurs et continue néanmoins à savoir, sur le plan biologique, à quel point il est tordu et de quel côté il doit tirer pour retrouver sa droite. Pour un morceau de bois que l’on imagine immobile, c’est tout un travail.
