article de vulgarisation scientifique sur la floraison des bambous

[jrm]

Bonjour un lien d'un article sur la floraison en anglais sur le National geographic
https://www.nationalgeographic.com/scie ... ematicians

Par contre certaines choses me paraissent bizarres/ sur les cycles du nigra henonis ( 60 ans selon eux, alors que selon les autres données on trouve 130 ans et que dire pour l'aurea !!!

[blueskies]

hello je peux mettre une traduction si c'est autorisé par le forum

[saturnain]

fais toi plaisir

[blueskies]

Traduit avec Google Chrome
source https://www.nationalgeographic.com/scie ... ematicians



PHYLLOSTACHYS BAMBUSOIDES, UNE ESPÈCE DE BAMBOU AVEC UN CYCLE DE FLORAISON DE 120 ANS. PHOTO D'EMMANUEL LATTES, ALAMY

PAR CARL ZIMMER
PUBLIÉ LE 15 MAI 2015
• 9 MINUTES DE LECTURE
À la fin des années 1960, une espèce de bambou appelée Phyllostachys bambusoides – communément appelée bambou de Chine continentale ou bambou de bois japonais – a fleuri. L'espèce est originaire de Chine, a été introduite au Japon, puis aux États-Unis et dans d'autres pays. Et quand je dis qu'il a fleuri, je veux dire qu'il a fleuri partout. Les forêts de la plante ont fleuri en synchronie, bien qu'elles soient séparées par des milliers de kilomètres. Si, comme moi, vous l'avez manqué, vous ne vivrez probablement pas assez longtemps pour que cela se reproduise. Les fleurs libéraient du pollen dans le vent et les plantes fertilisées produisaient alors des graines qui tombaient au sol. Les magnifiques bambous, qui peuvent atteindre 72 pieds de haut, sont tous morts rapidement. Leurs graines ont ensuite germé et ont envoyé de nouvelles plantes. La nouvelle génération a maintenant près de cinquante ans et n'a pas encore fait pousser une seule fleur. Ils ne fleuriront pas avant 2090 environ.

Nous pouvons le dire avec certitude parce que les érudits chinois ont conservé des dossiers si minutieux pendant si longtemps. En 999 après JC, ils ont enregistré une floraison de bambou de Chine continentale. C'était probablement un spectacle étonnant, puisque personne en vie à l'époque n'avait jamais vu l'espèce fleurir auparavant. Les plants de bambou sont morts, leurs graines ont germé et les forêts n'ont plus fleuri qu'en 1114. Après l'importation de l'espèce au Japon, les Japonais ont enregistré des fleurs au début des années 1700, puis à nouveau de 1844 à 1847. La floraison à la fin des années 1960 n'était que le prochain sursaut d'un cycle de 120 ans.



Une illustration de 1885 de Chusquea abietifolia, avec un cycle de floraison de 32 ans. Bibliothèque de l'Herbier Gray, Herbiers de l'Université Harvard
Une illustration de 1885 de Chusquea abietifolia, avec un cycle de floraison de 32 ans. Bibliothèque de l'Herbier Gray, Herbiers de l'Université Harvard
Ce cycle remarquable serait assez fascinant à lui seul. Mais il s'avère qu'un certain nombre d'autres espèces de bambou poussent également des fleurs sur des cycles de plusieurs décennies. Une espèce appelée Bambusa bambos fleurit tous les 32 ans, par exemple. Phyllostachys nigra f. henonis prend 60 ans.

Trois biologistes de Harvard ont été intrigués par ces cycles et ont récemment entrepris de trouver une explication à leur évolution. Dans la revue Ecology Letters , ils proposent une hypothèse alléchante : les cycles du bambou ont atteint leurs longueurs remarquables grâce à une simple arithmétique.

Comme tous les scientifiques, ces biologistes (Carl Veller, Martin Nowak et Charles Davis) se tiennent sur les épaules de géants. Ou un géant en particulier, l'écologiste Daniel Janzen , qui, au fil des ans, a rejeté un grand nombre d'idées créatives et influentes avec une facilité déconcertante.

Au milieu des années 1970, Janzen a proposé une explication pour laquelle les plantes de bambou fleuriraient en synchronie. Il a noté que les rats, les oiseaux, les porcs et d'autres animaux dévorent un nombre colossal de graines de bambou. Chaque graine engloutie représente la perte d'une progéniture potentielle. S'il y a suffisamment de prédateurs de graines et qu'ils ont assez faim, ils peuvent anéantir l'ensemble des graines d'une plante de bambou.

Selon Janzen, les bambous pourraient mieux se porter s'ils fleurissaient en même temps. Ils submergeraient leurs ennemis de nourriture. Même s'ils se gavent à craquer, ils laisseraient encore quelques graines intactes. Ces graines survivantes auraient alors suffisamment de temps pour devenir des plantes capables de se défendre avec des fibres résistantes et des produits chimiques amers.

Une fois que les bambous sont tombés en phase de floraison, il leur serait difficile de glisser. Si quelques plants de bambou fleurissaient quelques années trop tôt, les animaux se régaleraient de leurs graines et leurs gènes désynchronisés ne parviendraient pas aux générations futures.

D'autres scientifiques ont trouvé un soutien pour l'idée de Janzen. Inonder les ennemis de graines réduit vraiment les dommages globaux que les mangeurs de graines causent à chaque plante. Mais Veller et ses collègues avaient encore des questions. Comment les plantes de bambou sont-elles entrées dans ces cycles de floraison bénéfiques pour commencer ? Et comment diverses espèces se sont-elles retrouvées avec des rythmes de floraison si longs et si différents ?

Les scientifiques ont développé un modèle mathématique basé sur ce que l'on sait de la biologie du bambou. Ils ont commencé avec une forêt de bambous dans laquelle presque toutes les plantes fleurissent chaque année, comme le font certaines espèces de bambous.

Mais la population contenait aussi quelques mutants. Ils avaient des mutations dans leurs gènes de floraison, de sorte qu'il leur a fallu deux ans pour fleurir au lieu d'un. Certains des mutants de deux ans ont fleuri les années paires, tandis que d'autres ont fleuri les années impaires. Passer deux ans entre les floraisons au lieu d'un pourrait avoir des avantages pour les plants de bambou. Les plantes pourraient avoir plus de temps pour recueillir plus d'énergie de la lumière du soleil, qu'elles pourraient utiliser pour produire plus de graines, ou donner à leurs graines plus de défenses contre les prédateurs.

Comme une plus grande partie de la forêt devient des plantes de deux ans, il y a moins de plantes qui libèrent leurs graines chaque année. Finalement, Veller et ses collègues ont découvert qu'une année arrive lorsque les plantes annuelles de bambou ne peuvent pas produire suffisamment de graines pour survivre à l'assaut des animaux. D'un seul coup, ils sont anéantis. S'il s'agit d'une année impaire, les plantes de deux ans d'une année impaire peuvent également être anéanties. Si c'est une année paire, les plantes paires prennent l'automne. Dans tous les cas, toute la forêt se synchronise brusquement à la floraison tous les deux ans.

Il est également possible que la forêt n'ait pas seulement des mutants de deux ans, mais des mutants qui ont mis trois ans ou plus à fleurir. Veller et ses collègues ont découvert que dans leur modèle mathématique, les plantes de bambou avec des cycles de floraison plus longs pouvaient également prendre le relais. Le cycle exact qui l'a emporté était en partie une question de hasard, car le nombre de graines que les plantes de bambou produisent avec succès au cours d'une année donnée peut fluctuer en raison du temps et d'autres conditions imprévisibles. Quel que soit le cycle dominant, toute la forêt évolue alors pour rester synchronisée. Toutes les valeurs aberrantes désynchronisées sont éliminées, comme l'avait proposé Janzen.

Il y a cependant une exception : une plante de bambou mutante peut évoluer dans un nouveau cycle qui est un multiple de l'original. Imaginez qu'un bambou de deux ans se transforme en un bambou de quatre ans. Chaque année, il fleurit, il est protégé par les plantes de deux ans qui fleurissent en même temps. Et il a un avantage sur eux : il peut passer plus de temps à faire plus de graines.

Même si les fleurs de quatre ans ont besoin de deux fois plus de temps pour produire leurs graines, les scientifiques ont découvert que, dans certaines conditions, elles peuvent encore devenir de plus en plus courantes en quelques siècles. Finalement, toute la forêt se verrouillera sur le cycle de quatre ans.

Mais le bambou ne peut pas évoluer dans l'autre sens, ont découvert les scientifiques. Si une forêt de quatre ans produit un mutant de deux ans, il fleurira la moitié du temps les années où il n'a aucune protection contre les prédateurs. La seule direction dans laquelle il peut aller est vers des cycles plus longs. Si une forêt de quatre ans produit un mutant de huit ans, elle peut avoir le même avantage que les plantes de quatre ans avaient à l'origine : un temps bien protégé.

Veller et ses collègues ont réalisé qu'ils pouvaient tester ce modèle. Sur des millions d'années, pensaient-ils, les espèces auraient dû multiplier leurs cycles de floraison. Il est probable qu'ils n'aient pu multiplier les cycles que par un petit nombre plutôt que par un grand. Passer d'un cycle de deux ans à un cycle de deux mille ans nécessiterait des changements drastiques dans la biologie d'une plante de bambou. Par conséquent, les années du cycle du bambou devraient être le produit de petits nombres multipliés ensemble.

Les mathématiques du bambou offrent un support prometteur. Phyllostachys bambusoides a par exemple un cycle de 120 ans, ce qui équivaut à 5 x 3 x 2 x 2 x 2. Phyllostachys nigra f. henonis prend 60 ans, soit 5 x 3 x 2 x 2. Et le cycle de 32 ans de Bambusa bambos est égal à 2 x 2 x 2 x 2 x 2.


Veller et al 2015 Ecology Letters

Les scientifiques ont trouvé plus de soutien lorsqu'ils ont examiné l'évolution des espèces de bambou. Voici un arbre évolutif de Phyllostachys bambusoides et de ses proches parents. Il est possible que leur ancêtre commun ait eu un cycle de cinq ans, puis le cycle multiplié par de petits facteurs le long de chaque branche de l'arbre.

Mais cela pourrait-il simplement être une sorte de numérologie de bambou dénuée de sens ? Est-ce juste une coïncidence si ces espèces présentent des multiplications si élégantes ? Veller et ses collègues ont effectué un test statistique sur des espèces de bambou avec des cycles de floraison bien documentés. Ils ont découvert que les cycles sont étroitement regroupés autour de nombres pouvant être factorisés en petits nombres premiers. C'est un modèle que vous n'attendriez pas du hasard. En fait, soutiennent-ils, ce test offre des preuves très solides de la multiplication (pour les accros aux statistiques : p=0,0041).

Il y a de nombreuses occasions de mettre ce modèle à l'épreuve. Beaucoup d'espèces de bambou ont de longs cycles de floraison que personne n'a mesuré très soigneusement. Les scientifiques ont pu voir comment les cycles nouvellement étudiés s'intègrent dans le modèle de Veller. Si les scientifiques découvrent une nouvelle espèce de Phyllostachys qui a un cycle de 23 ans, par exemple, il serait mathématiquement impossible qu'elle ait évolué à partir d'un ancêtre de cinq ans. Une chose est sûre, cependant. Si ce modèle oblige les scientifiques à rester assis à regarder le bambou, en attendant qu'il fleurisse, cela va prendre quelques générations de scientifiques pour s'installer.

[albert]

Merci pour ce partage.
Le rédacteur a un humour sympa, pour sa conclusion.
Merci pour la traduction, aussi.

[albert]

Michel Maurer, je viens de retrouver l'article de la multiplication des cycles de floraison.
On en avait parlé.