Fécondité des arbres et vieillissement biologique

Les graines des arbres sont essentielles pour la régénération des forêts, qui rendent de nombreux services écosystémiques. Pour les gérer et les conserver efficacement, il est essentiel de savoir si des baisses de fécondité sont susceptibles de se produire au cours de la vie de l'arbre, et à quelle taille ou à quel âge.

Pour près de 80 % des espèces examinées par les scientifiques d’INRAE et de l'université Duke, la fécondité des arbres, ou leur potentiel de reproduction, atteint un pic ou un plateau lorsqu'ils parviennent à la taille adulte, puis diminue. Ce déclin de la fécondité observé chez les grands arbres est cohérent avec leur déclin physiologique et fournit ainsi de nouvelles preuves de la sénescence des arbres.

Les 20 % d'espèces restantes connaissent probablement aussi un déclin de leur fécondité à partir d'une certaine taille, mais il n’existe actuellement pas suffisamment de données pour l’affirmer.

Calculer la fécondité à long terme des arbres : un défi relevé à l’échelle mondiale

Le remplacement régulier des cultures d'arbres fruitiers avant que leurs rendements ne diminuent, et la difficulté de surveiller la production de graines chez les arbres en dehors des cultures, limitent les données disponibles sur la production de graines aux derniers stades de développement d'une espèce. Jusqu’ici, les scientifiques ont donc extrapolé la fécondité des très vieux arbres sur la base des observations des stades juvéniles. Cependant, les arbres ne produisent pas nécessairement un nombre régulier de graines chaque année, quels que soient leur taille et leur âge, avec parfois d'énormes variations d'une année à l'autre et d'un arbre à l'autre. Ainsi, l'utilisation des observations des stades juvéniles pour prédire la production des arbres sénescents peut conduire à une surestimation du potentiel réel d'un arbre. De plus, observer directement ou prévoir au plus juste le nombre de graines produites est difficile.

Plus de 60 scientifiques de 13 pays et territoires (France, États-Unis, Chili, Italie, Canada, Pologne, Espagne, Suisse, Japon, Slovénie, Allemagne, Panama, Porto Rico), ont synthétisé les données relatives à la production annuelle de graines et à l'état de maturation de 585 670 arbres individuels appartenant à 597 espèces.

L’étude s’appuie sur la base de données mondiale du réseau de sites de recherche à long terme MASTing Inference and Forecasting (MASTIF). Remontant souvent à plusieurs décennies, ces données portent sur plus de 500 sites différents en Amérique du Nord, Amérique du Sud, Asie, Europe et Afrique. Cette importante base de données brutes a permis aux chercheurs de développer un modèle calibré pour éviter la surestimation et calculer la fécondité à long terme avec plus de précision.

Cette recherche a été principalement financée par la National Science Foundation, la NASA, et l'initiative "Make Our Planet Great Again" du ministère français de l'enseignement supérieur, de la recherche et de l'innovation.