Transcript En quoi le bois de tension de Pachira aquatica est
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En quoi le bois de tension de Pachira aquatica
est-il différent des autres, et peut on mettre en
évidence un mécanisme particulier ?
Deux étudiantes : Virginie Lambertucci et Rozenn Monnier
Trois encadrants : Bruno Clair, Barbara Ghislain, et Hélène Morel
Slide 2
Plan de la
présentation
Le bois c’est quoi ?
Qu’est-ce que le bois tension ?
Hypothèses sur le mécanisme de BT des Malvaceae
Pachira aquatica : Qui est-il ? Pourquoi lui ?
Matériel et Méthode (Etudes macro et microscopique)
Analyses et présentation des résultats
Conclusion
Slide 3
Le bois c’est quoi ?
Fibres
Le bois est un tissu végétal
Bois
Parenchyme axial
Cambium
Rayons
Vaisseaux
Écorce
Fibres
Pachira aquatica Coupe transverse x5
L’écorce est une enveloppe protectrice
Parenchyme radial
Slide 4
Le bois c’est quoi ?
• Comment le bois pousse-t-il ?
Zone génératrice : cambium
écorce
assise génératrice
ou cambium
bois
Slide 5
Le bois c’est quoi ?
Les plans d’observation
Slide 6
Qu’est-ce que le bois de tension ?
• Un bois que l’on retrouve sur beaucoup
d’espèces d’arbres, chez les Angiospermes
• Un mécanisme essentiel pour pousser droit
• Une couche G au cœur du mécanisme :
importance des micro fibrilles de cellulose
Microfibrilles
de cellulose
(diam. 30 nm)
Matrice
polysaccharidique
(gel)
BT
BO
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Qu’est-ce que le bois de tension ?
1) Mécanisme de la couche G
Beaucoup de fibres
De la cellulose au cœur
des fibres
BT
BT et BO : organisation
bien distincte
BO
Bois de tension
Bois opposé
Couche G
Macrolobium bifolium Coupe transverse x20
Macrolobium bifolium Coupe transverse x20
Slide 8
Qu’est-ce que le bois de tension ?
2) Des espèces sans couche G visible
•
Pas de différence visible
entre le BT et le BO
•
Pas de fibres avec
beaucoup de cellulose :
lignification
Ruelle 2011
•
Explication : couche G
présente mais lignifiée,
donc cachée
• Un second type finalement
identique au premier
Roussel & Clair 2015
Slide 9
Hypothèses sur le mécanisme de BT des Malvaceae
Observations chez les Malvaceae :
Peu de fibres
Des fibres lignifiées rapidement, grande
vitesse de maturation : pas de couche G
Beaucoup de cellules de parenchyme
Bois de tension Pachira aquatica Coupe transverse x10
Des cellules de parenchyme de tailles
différentes
De grosses cellules de parenchyme : plus
grosses en BT qu’en BO
Rôle mécanique des parenchymes ?
Rôle de l’organisation parenchyme/fibres ?
Bois opposé Pachira aquatica Coupe transverse x10
Slide 10
Hypothèses sur le mécanisme de BT des Malvaceae
• Beaucoup de parenchymes : est-ce le bois qui est en tension ?
• Travail sur les Tiliaceae (Bohlmann 1971) : écorce proposée
comme moteur de la tension. Est-ce l’écorce qui est en
tension ? Ou le bois et l’écorce ?
• Cellules qui grossissent : hypothèse d’un treillis de fibres qui
se fait gonfler
Etat
initial
Gonflement des parenchymes
Poussée des fibres
Traction des fibres
Etat
final
• Quel modèle de Malvaceae choisir pour le travail de terrain ?
Slide 11
Pachira aquatica
(cacao rivière)
Famille : Bombacaceae ou Malvaceae
Milieu de vie : L’Amérique central et l’Amérique du sud
Slide 12
Pourquoi Pachira aquatica?
Identification
Accessibilité
Slide 13
Matériel
Slide 14
Slide 15
Matériel et méthode : étapes macroscopiques
Prélèvement d’échantillons :
Branches entières
Mesure du diamètre
des axes et inclinaison
ou
une partie du tronc
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Matériel et méthode : étapes macroscopiques
Comment mesurer une
contrainte au sein de l’arbre ?
Principe de la DRLM
•
•
•
•
Déformation
Résiduelle
Longitudinale
(de) Maturation
• Les étapes
Différentes mesures : écorce puis bois, BT puis BO
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Méthode: micro
Première Etape Microtome
Deuxième Etape Coloration
Slide 18
Méthode: microscopique
Cinquième Etape analyse microscopique
Quatrième Etape Montage
Slide 19
Méthode : microscopique
Slide 20
Présentation des résultats
Mesures de tension :
- l’écorce tire; de -143 à -3745 µm/m
- le bois tire aussi; de -295 à -1630 µm/m
L’écorce tire plus que le bois
Pas de relations mises en évidence entre le diamètre ou l’inclinaison et le niveau
de tension.
Hypothèse du parenchyme dans un treillis de fibres vérifiée :
structure visible en coupe radiale dans le BT
Des fibres petites et identiques en BT et BO
Quelle évolution des tailles de fibres et parenchymes en fonction de la
distances au cambium ?
MAIS…
Coupe radiale BT Pachira aquatica x5
Coupe radiale BT Pachira aquatica x10
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Résultats
Evolution de la taille des cellules en fonction de la distance au cambium
Parenchymes
Fibres
Pachira aquatica 10
2000
3000
8000
4000
Surface (µm2)
0
4000
1000
2000
Distance au cambium (µm)
Distance au cambium (µm)
Pachira aquatica 6
Pachira aquatica 6
3000
4000
8000
Surface TW
Surface OW
0
4000
4000
8000
Surface TW
Surface OW
Surface (µm2)
1000
0
2000
3000
4000
0
1000
2000
Distance au cambium (µm)
Distance au cambium (µm)
Pachira aquatica 7
Pachira aquatica 7
4000
Surface TW
Surface OW
0
0
4000
8000
Surface TW
Surface OW
3000
8000
1000
Surface (µm2)
0
4000
Surface (µm2)
0
Surface (µm2)
Surface TW
Surface OW
0
4000
8000
Surface TW
Surface OW
0
Surface (µm2)
Pachira aquatica 10
0
1000
2000
Distance au cambium (µm)
En bleu : BT
En rouge : BO
3000
4000
0
1000
2000
Distance au cambium (µm)
3000
4000
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Présentation des résultats
• Contradiction : longue maturation des fibres chez certains individus
Arbre en arrêt de croissance
=> maturation des fibres rapide
Arbre en croissance
=> maturation des fibres plus lente
Bois de tension Pachira aquatica Coupe transverse x10
Bois de tension Pachira
aquatica Coupe transverse
x5 et x20
• Tous les autres arbres étaient donc en arrêt de croissance
• Les cellules ne grossissent pas mais le cambium fait de grosses cellules,
puis de plus en plus petites
Le modèle du treillis de fibres mis en tension par le gonflement des
parenchymes ne tient plus !
Slide 23
Présentation des résultats
Une écorce en tension
« Coupe » longitudinale d’écorce de
Pachira aquatica
Modèle du treillis de fibres fonctionne ici,
avec des parenchymes radiaux au centre du
treillis
Besoin de beaucoup de bois pour pousser
l’écorce et maintenir la tension : rôle des
parenchymes ?
Parenchymes
radiaux
Cambium
Parenchymes
radiaux
Fibres
Coupe transverse de Pachira aquatica
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Conclusion
• Hypothèses vérifiées ?
L’écorce est bien en tension
Pas de différence entre BT et BO au niveau des fibres ou des parenchymes
Le bois est aussi en tension ou se fait-il pousser par l’écorce ?
• Discussion
Critique de notre protocole
Plus de mesures, à des moments de l’année différents
Attention à l’organisation des fibres en étages
• Vers d’autres interrogations
Pourquoi cet arrêt de croissance ? Période de fructification ?
Une autre explication pour la mise en tension du bois ?
Même mécanisme chez les autres Malvaceae ?
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Merci de votre attention !
En quoi le bois de tension de Pachira aquatica
est-il différent des autres, et peut on mettre en
évidence un mécanisme particulier ?
Deux étudiantes : Virginie Lambertucci et Rozenn Monnier
Trois encadrants : Bruno Clair, Barbara Ghislain, et Hélène Morel
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Plan de la
présentation
Le bois c’est quoi ?
Qu’est-ce que le bois tension ?
Hypothèses sur le mécanisme de BT des Malvaceae
Pachira aquatica : Qui est-il ? Pourquoi lui ?
Matériel et Méthode (Etudes macro et microscopique)
Analyses et présentation des résultats
Conclusion
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Le bois c’est quoi ?
Fibres
Le bois est un tissu végétal
Bois
Parenchyme axial
Cambium
Rayons
Vaisseaux
Écorce
Fibres
Pachira aquatica Coupe transverse x5
L’écorce est une enveloppe protectrice
Parenchyme radial
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Le bois c’est quoi ?
• Comment le bois pousse-t-il ?
Zone génératrice : cambium
écorce
assise génératrice
ou cambium
bois
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Le bois c’est quoi ?
Les plans d’observation
Slide 6
Qu’est-ce que le bois de tension ?
• Un bois que l’on retrouve sur beaucoup
d’espèces d’arbres, chez les Angiospermes
• Un mécanisme essentiel pour pousser droit
• Une couche G au cœur du mécanisme :
importance des micro fibrilles de cellulose
Microfibrilles
de cellulose
(diam. 30 nm)
Matrice
polysaccharidique
(gel)
BT
BO
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Qu’est-ce que le bois de tension ?
1) Mécanisme de la couche G
Beaucoup de fibres
De la cellulose au cœur
des fibres
BT
BT et BO : organisation
bien distincte
BO
Bois de tension
Bois opposé
Couche G
Macrolobium bifolium Coupe transverse x20
Macrolobium bifolium Coupe transverse x20
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Qu’est-ce que le bois de tension ?
2) Des espèces sans couche G visible
•
Pas de différence visible
entre le BT et le BO
•
Pas de fibres avec
beaucoup de cellulose :
lignification
Ruelle 2011
•
Explication : couche G
présente mais lignifiée,
donc cachée
• Un second type finalement
identique au premier
Roussel & Clair 2015
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Hypothèses sur le mécanisme de BT des Malvaceae
Observations chez les Malvaceae :
Peu de fibres
Des fibres lignifiées rapidement, grande
vitesse de maturation : pas de couche G
Beaucoup de cellules de parenchyme
Bois de tension Pachira aquatica Coupe transverse x10
Des cellules de parenchyme de tailles
différentes
De grosses cellules de parenchyme : plus
grosses en BT qu’en BO
Rôle mécanique des parenchymes ?
Rôle de l’organisation parenchyme/fibres ?
Bois opposé Pachira aquatica Coupe transverse x10
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Hypothèses sur le mécanisme de BT des Malvaceae
• Beaucoup de parenchymes : est-ce le bois qui est en tension ?
• Travail sur les Tiliaceae (Bohlmann 1971) : écorce proposée
comme moteur de la tension. Est-ce l’écorce qui est en
tension ? Ou le bois et l’écorce ?
• Cellules qui grossissent : hypothèse d’un treillis de fibres qui
se fait gonfler
Etat
initial
Gonflement des parenchymes
Poussée des fibres
Traction des fibres
Etat
final
• Quel modèle de Malvaceae choisir pour le travail de terrain ?
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Pachira aquatica
(cacao rivière)
Famille : Bombacaceae ou Malvaceae
Milieu de vie : L’Amérique central et l’Amérique du sud
Slide 12
Pourquoi Pachira aquatica?
Identification
Accessibilité
Slide 13
Matériel
Slide 14
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Matériel et méthode : étapes macroscopiques
Prélèvement d’échantillons :
Branches entières
Mesure du diamètre
des axes et inclinaison
ou
une partie du tronc
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Matériel et méthode : étapes macroscopiques
Comment mesurer une
contrainte au sein de l’arbre ?
Principe de la DRLM
•
•
•
•
Déformation
Résiduelle
Longitudinale
(de) Maturation
• Les étapes
Différentes mesures : écorce puis bois, BT puis BO
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Méthode: micro
Première Etape Microtome
Deuxième Etape Coloration
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Méthode: microscopique
Cinquième Etape analyse microscopique
Quatrième Etape Montage
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Méthode : microscopique
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Présentation des résultats
Mesures de tension :
- l’écorce tire; de -143 à -3745 µm/m
- le bois tire aussi; de -295 à -1630 µm/m
L’écorce tire plus que le bois
Pas de relations mises en évidence entre le diamètre ou l’inclinaison et le niveau
de tension.
Hypothèse du parenchyme dans un treillis de fibres vérifiée :
structure visible en coupe radiale dans le BT
Des fibres petites et identiques en BT et BO
Quelle évolution des tailles de fibres et parenchymes en fonction de la
distances au cambium ?
MAIS…
Coupe radiale BT Pachira aquatica x5
Coupe radiale BT Pachira aquatica x10
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Résultats
Evolution de la taille des cellules en fonction de la distance au cambium
Parenchymes
Fibres
Pachira aquatica 10
2000
3000
8000
4000
Surface (µm2)
0
4000
1000
2000
Distance au cambium (µm)
Distance au cambium (µm)
Pachira aquatica 6
Pachira aquatica 6
3000
4000
8000
Surface TW
Surface OW
0
4000
4000
8000
Surface TW
Surface OW
Surface (µm2)
1000
0
2000
3000
4000
0
1000
2000
Distance au cambium (µm)
Distance au cambium (µm)
Pachira aquatica 7
Pachira aquatica 7
4000
Surface TW
Surface OW
0
0
4000
8000
Surface TW
Surface OW
3000
8000
1000
Surface (µm2)
0
4000
Surface (µm2)
0
Surface (µm2)
Surface TW
Surface OW
0
4000
8000
Surface TW
Surface OW
0
Surface (µm2)
Pachira aquatica 10
0
1000
2000
Distance au cambium (µm)
En bleu : BT
En rouge : BO
3000
4000
0
1000
2000
Distance au cambium (µm)
3000
4000
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Présentation des résultats
• Contradiction : longue maturation des fibres chez certains individus
Arbre en arrêt de croissance
=> maturation des fibres rapide
Arbre en croissance
=> maturation des fibres plus lente
Bois de tension Pachira aquatica Coupe transverse x10
Bois de tension Pachira
aquatica Coupe transverse
x5 et x20
• Tous les autres arbres étaient donc en arrêt de croissance
• Les cellules ne grossissent pas mais le cambium fait de grosses cellules,
puis de plus en plus petites
Le modèle du treillis de fibres mis en tension par le gonflement des
parenchymes ne tient plus !
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Présentation des résultats
Une écorce en tension
« Coupe » longitudinale d’écorce de
Pachira aquatica
Modèle du treillis de fibres fonctionne ici,
avec des parenchymes radiaux au centre du
treillis
Besoin de beaucoup de bois pour pousser
l’écorce et maintenir la tension : rôle des
parenchymes ?
Parenchymes
radiaux
Cambium
Parenchymes
radiaux
Fibres
Coupe transverse de Pachira aquatica
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Conclusion
• Hypothèses vérifiées ?
L’écorce est bien en tension
Pas de différence entre BT et BO au niveau des fibres ou des parenchymes
Le bois est aussi en tension ou se fait-il pousser par l’écorce ?
• Discussion
Critique de notre protocole
Plus de mesures, à des moments de l’année différents
Attention à l’organisation des fibres en étages
• Vers d’autres interrogations
Pourquoi cet arrêt de croissance ? Période de fructification ?
Une autre explication pour la mise en tension du bois ?
Même mécanisme chez les autres Malvaceae ?
Slide 25
Merci de votre attention !