Valentin Hammoudi
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Pouvant atteindre plus de 100 mètres, les séquoias de Californie dominent les 60 000 autres espèces d'arbres sur Terre. Poussant dans les montagnes brumeuses de la Sierra Nevada, leurs troncs massifs supportent les plus grands arbres connus au monde. Mais même ces colosses semblent avoir leurs limites. Aucun séquoia n'a été enregistré avec une hauteur de plus de 130 mètres - et de nombreux chercheurs estiment que ces arbres ne battront pas cette limite même si ces arbres vivaient encore pendant des milliers d'années. Qu'est-ce qui empêche ces arbres de grandir plus, à l'infini ?

Tout est lié à la sève.

Pour que les arbres puissent pousser, ils ont besoin de sucres obtenus grâce à la photosynthèse, et de nutriments obtenus grâce aux racines, partout où l'arbre pousse. Et tout comme le sang circule dans le corps humain, les arbres ont deux types de sèves qui coulent dans leur corps - apportant toutes les substances nécessaires aux cellules pour vivre. La première est la sève élaborée. Contenant les sucres générés par les feuilles lors de la photosynthèse, la sève élaborée est épaisse, comme du miel, et descend dans le tissu appelé phloème pour distribuer les sucres dans l'arbre. À la fin de son voyage, la sève élaborée s'est transformée en une matière aqueuse, qui se dépose au pied de l'arbre.

Juste à côté du phloème se trouve l'autre type de tissu de l'arbre : le xylème, qui est rempli de nutriments et d'ions comme le calcium, le potassium et le fer, que l'arbre a absorbés à travers ses racines. Ici, à la base de l'arbre, il y a plus de ces particules dans un tissu que dans l'autre, ainsi l'eau du phloème est absorbée dans le xylème pour rééquilibrer la balance. Ce procédé, appelé osmose, crée une sève brute riche en nutriments, qui remonte alors dans le tronc pour distribuer ces nutriments dans l'arbre. Mais lors de son voyage, la sève fait face à un obstacle majeur : la gravité. Pour accomplir cette tâche herculéenne, la sève brute s'appuie sur trois forces : la transpiration, la capillarité et la poussée racinaire.

Pendant la photosynthèse, les feuilles ouvrent et ferment des pores, appelés stomates. Ouverts, ces pores permettent à l'oxygène et au dioxyde de carbone d'entrer et de sortir de la feuille, mais ils créent aussi une ouverture à travers laquelle l'eau s'évapore. Cette évaporation, appelée transpiration, crée une pression négative dans le xylème, faisant monter le xylème aqueux vers le haut de l'arbre. Cette poussée est aidée par une propriété fondamentale de l'eau appelée capillarité. Dans des tubes très fins, l'attraction entre les molécules d'eau et les forces d’adhérence entre l'eau et son environnement peut battre la gravité. Cette capillarité est à son maximum dans les filaments du xylème qui sont plus fins qu'un cheveu. Et tandis que ces deux forces poussent la sève, l'osmose à la base de l'arbre crée une pression dans les racines, poussant le xylème frais dans le tronc. Ensemble, ces forces envoient la sève à des hauteurs vertigineuses, distribuant des nutriments, créant ainsi de nouvelles feuilles pour la photosynthèse - très haut au-dessus des racines.

Mais malgré ces systèmes sophistiqués, chaque centimètre est une bataille contre la gravité. Alors que les arbres poussent de plus en plus haut, l'approvisionnement en fluides vitaux commence à s'amenuiser. À une certaine hauteur, les arbres ne peuvent plus se permettre de perdre l'eau qui s'évapore lors de la photosynthèse. Et sans la photosynthèse nécessaire à une croissance supplémentaire, l'arbre tourne alors ses ressources vers les branches existantes.

Ce modèle, appelé « modèle à limitation hydraulique », est notre meilleure explication pour comprendre pourquoi les arbres ont une hauteur limitée, même dans des conditions parfaites de croissance. En couplant ce modèle avec des taux de croissance et les besoins connus en nutriments et en photosynthèse, les chercheurs ont proposé des tailles maximales pour des espèces spécifiques. Jusqu'à présent, ces tailles ont tenu bon - car même l'arbre le plus grand du monde est à quinze mètres sous cette limite. Les chercheurs continuent de chercher des explications à cette limite, peut-être existe-t-il d'autres réponses quant à la taille maximale des arbres. Jusqu'à ce que nous en sachions plus, la hauteur des arbres est encore une façon de voir que la gravité façonne, au sens propre, la vie sur Terre.