comme annoncé à la fin de mon sujet consacré au Thuya de Chine, voici quelques réflexions sur les Cupressaceae... et la résolution du mystère de l'étoile !
Un mot d’histoire
Les premiers conifères incontestables (Pinophyta) datent de la fin du Carbonifère dans un domaine continental dominé par les Fougères et les Prêles : ce sont des représentants de la famille des Pins, les Pinaceae.
S’ils ne sont pas les premiers à inventer le grain de pollen et la graine mis au point antérieurement par leurs ancêtres Cycadophyta et Ginkgophyta (Fig. 1), ils sont les premiers à élever leur production de façon industrielle… Le refroidissement de la fin du Carbonifère qui se continue au début du Permien leur ouvre de vastes territoires sur le continent unique de Gondawa, car dès le départ, ce sont des arbres du froid.
Fig. 1 : classification phyllogénique (wiki commons)
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L’apparition de plantes à fleurs ne les contrarie pas beaucoup, les études palynologiques de la fin du Crétacé montrent 1/3 de spores, 1/3 de Conifères et 1/3 de plantes à fleur. C’est le grand nettoyage provoqué par le météore qui mettra fin aux dinosaures et au secondaire, qui autorisera la grande radiation des plantes à fleurs, inventant à leur tour la forme « arbre », par laquelle les Conifères seront dominés.
Un mode de reproduction efficace, mais pas tant que ça…
Le grain de pollen des Conifères est confié aux vents du hasard ce qui nécessite une très grande production, donc un grand investissement énergétique.
Cette fertilisation sur pied, leur permet de réaliser un fruit élaboré avec des graines résistantes, protégées part une coque de bois, qui sont libérées à la saison la plus propice à leur développement. En l’absence de concurrence initiale, ils prennent leur temps pour se faire, comme chez les Pinus où le fruit ne s’ouvre que plus de deux ans après sa fertilisation pollinique initiale.
Par contre la graine tombe au pied de l’arbre et n’est jamais transportée très loin de lui par les animaux. Du coup leurs forêts ne peuvent que s’étendre lentement par leur périphérie… Mais en l’absence de compétition, leur patience végétale leur permet de prospérer.
Pollen : Pinaceae versus Cupressaceae
Les Pins (Pinaceae) sont donc des représentants de la famille la plus primitive des Conifères (Pinophyta). Chez les Pinus, le cycle est long, plus de deux ans, les grains de pollen sont complexes, avec la formation de ballonnets aérifères qui facilitent leur transport par le vent (Fig. 2).
Figure 2 : grains de pollen de Pinus halepensis.
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Figure 3 : grains de pollen de Juniperus oxycedrus
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Figure 4 : grains à l’exine déchirée, montrant l’endo-exine et une autre paroi près du noyau étoilé.
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Un saut par opportunisme
Les Cupressaceae apparaissent vers la fin du Trias (- 200 ma environ) et sont présents dans tout le Gondawa avant sa fragmentation, mais leur grandes diversification n’a lieu vraiment qu’au tertiaire.
Le grand nettoyage dû au météore qui mit fin au Crétacé, les a aidé dans cette diversification, eux dont le cycle court est comparable à celui des plantes à fleurs et les rend donc performant sur le plan compétitif en période de colonisation de terres nouvelles.
La structure remarquablement similaire des grains de pollen des 120 espèces, réparties en 20 genres, confirme que les Cupressaceae forment un groupe monophylétique. Bien que limités aux zones tempérées des hémisphères nord et sud, ils forment la famille de Conifère la plus diversifiée de nos jours.
A noter que leur convergence avec les plantes à fleurs est encore plus poussée chez les genévriers (Juniperus), puisqu’ils vont jusqu’à réaliser un fruit à pulpe entourant les graines…
Le cycle de fertilisation des Cupressaceae est le plus court de tous les Conifères (Fig. 5)
Traduction de Owens, 2005 (Référence et pdf ci-dessous) :
« Chez les Cupressaceae, la microspore se divise par mitose pour former une grande cellule tubulaire et une cellule générative plus petite avant que le pollen ne soit présent. Le pollen arrive normalement au stade à deux cellules et la cellule générative se divise pour former deux spermums après la formation du tube pollinique (figure 6a) (Singh 1978). Les spermatozoïdes sont des cellules avec des parois cellulaires et contiennent des organites abondants. »
Figure 5 : étape du cycle reproductif des Conifères selon Owens 2005.
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Cela montre que la rapidité innovante du cycle des Cupressaceae ne se limite pas qu’à la confection d’une graine viable en moins d’un an, mais que c’est toute la chaine reproductrice qui est accélérée à chaque étape.
Si ces modernes Conifères connaissent un succès mérité, les limites de cette rapidité comparativement aux arbres à fleurs intertropicaux, qui enchainent des cycles de reproduction encore plus rapidement, les cantonnent aux zones tempérées où la compétition saisonnière est la même pour tout le monde…, tirant même avantage de commencer plus tôt, puisque c’est au cœur de l’hiver que tout commence pour la plupart des espèces.
Pour être juste, il faut rappeler que l’ancienne solution lente des Pinaceae ne leur nuit pas vraiment, ceux-ci formant des forêts de grands arbres, souvent plus grands que les Cupressaceae sur des étendues plus vastes…, affrontant le froid jusqu’au cercle arctique… et sont les derniers que l’on rencontre en altitude… Cependant les séquoias, rattachés au Cupressaceae par la phylogénie, peuvent dépasser les 100 m de haut… et les Cyprès sont des arbres de taille tout à fait honorable.
Les Conifères, premiers arbres à pollen et à graine, n’en finissent plus de partager un royaume qu’ils dominèrent durant tout une ère…
