BROMÉLIACÉES: CARACTÉRISTIQUES, DANGER D'EXTINCTION, REPRODUCTION - LA BIOLOGIE - 2025

Bromelia est un genre de plantes originaire d'une zone tropicale du continent américain appelée le Bouclier guyanais au Venezuela, appartenant à la famille des Bromeliaceae. Cependant, les plantes d'autres genres de la même famille des Bromeliaceae sont communément appelées broméliacées.

Les plantes du genre Bromeliad se distinguent par des feuilles coriaces en forme de ruban de couleur verte et rouge, des fleurs de panniculus voyantes et des fruits en forme de baies. La grande majorité des broméliacées remplissent une fonction importante de l'écosystème en raison de leur capacité à stocker de l'eau dans une structure en forme de réservoir qu'elles forment avec leurs feuilles.

Figure 1. Broméliacées du genre Guzmania au Costa Rica. Source: Rodtico21, de Wikimedia Commons

Ces réservoirs d'eau représentent un mécanisme intéressant d'adaptation et de survie de la plante et remplissent la fonction de fournir un micro-habitat aux communautés de microorganismes végétaux et animaux (insectes aquatiques, araignées, mollusques, amphibiens, petits reptiles et petits oiseaux).

Classification

Selon l'endroit où ils vivent, les broméliacées peuvent être classées en:

Terrestre: s'ils poussent au sol, Rupícolas ou saxícolas: s'ils vivent sur des pierres ou des rochers, et

Épiphytes: s'ils vivent sur d'autres plantes.

Figure 2. Broméliacées épiphytes. Source: gailhampshire de Cradley, Malvern, Royaume-Uni, via Wikimedia Commons

Répartition géographique et habitat

La famille des Bromeliaceae est composée d'environ 3170 espèces réparties en 58 genres, situées sur le continent américain du sud des États-Unis en Floride à l'Argentine, mais principalement au Mexique, au Belize, au Guatemala, au Panama, aux Antilles, au Venezuela, en Colombie et un seule espèce existant en Afrique de l'Ouest, Pitcarnia feliciana.

Les broméliacées sont un genre avec un grand nombre d'espèces terrestres et épiphytes, qui habitent un climat tropical chaud de 0 à 2900 m d'altitude, dans les dunes côtières et les forêts tropicales humides.

Ces plantes ont réussi à s'adapter aux forêts tropicales humides, aux pics des tepuis, aux hauts plateaux andins, aux zones xérophytes des côtes de la mer des Caraïbes et aux marais des États-Unis de Floride.

En raison de leur degré élevé d'endémisme, les broméliacées constituent l'un des genres les plus importants de leur habitat, le plus souvent les forêts tropicales humides.

Origine évolutive

Il existe deux théories sur l'origine des broméliacées. Le plus accepté affirme qu'au début de l'Oligocène - stade de l'évolution géologique de la planète il y a 33 millions d'années, où les continents s'étaient déjà séparés -, un petit groupe de plantes, dans les tepuis du Venezuela, a commencé leur diversification, dispersion et colonisation sur le continent américain.

Tepuis

Les tepuis (pluriel de Tepuy), sont des plateaux particulièrement escarpés, avec des parois verticales et des pics pratiquement plats, situés dans le bouclier guyanais, au sud du Venezuela. Ce sont les plus anciennes formations géologiques exposées de la planète, originaires du Précambrien.

Le mot Tepuy vient d'un mot de la langue indigène Pemón, qui signifie «la montagne des dieux».

Les tepuis ne forment pas de chaîne mais sont isolés individuellement. En raison de cette caractéristique d'isolement, les tepuis ont des environnements très particuliers où se développent des formes de vie végétales et animales uniques.

Caractéristiques morphologiques

Le genre Bromelia a été initialement décrit par Carolus Linnaeus, botaniste et zoologue suédois (1707-1778), créateur de la classification des êtres vivants (taxonomie). Le nom Bromeliad a été attribué en l'honneur du botaniste suédois Olof Bromelius (1639-1705).

Les espèces appartenant au genre Bromelia sont des plantes buissonnantes avec une certaine complexité structurelle et persistance d'habitat.

Voici une description morphologique générale simplifiée des plantes du genre Bromeliad.

Racine

Dans les broméliacées épiphytes (vivant sur d'autres plantes) et rupicoles (vivant sur des rochers), le rhizome ou les racines stolonifères sont petits et doivent avoir la capacité maximale de saisir leurs substrats autres que le sol.

Tige

Ce sont des plantes acaulescentes (sans tige) ou légèrement caulescentes (tige courte). Ce phénomène est appelé réduction végétative.

Feuilles

Les broméliacées ont de longues feuilles étroites en forme de ruban vert vif et rouge coriaces. Le bord des feuilles est dentelé, le bord a des épines.

Les feuilles sont nombreuses, dressées et dans la grande majorité des broméliacées, elles sont disposées très étroitement, se chevauchant en forme de rosette.

Ce fait leur permet d'avoir une caractéristique morphologique presque unique de la famille des Bromeliaceae: le développement d'une structure en forme de réservoir (fitotelmata), où l'eau de pluie et la matière organique sont collectées, ce qui crée un habitat pour les microorganismes, insectes, arachnides, mollusques, amphibiens, en plus de servir de nourriture aux petits reptiles et aux oiseaux.

fleurs

Les fleurs de broméliacées ont des pétales charnus, elles poussent en groupes, sur un axe court ou une panicule. Ce sont des fleurs très attrayantes à regarder. Les inflorescences varient considérablement en forme, taille et couleur.

Fruit

Fruits en forme de baies, de différentes couleurs, jaunes ou roses, charnus et à graines aplaties.

Figure 3. Inflorescence de broméliacées. Source: GeraldoBARBOZA, de Wikimedia Commons

Caractéristiques écophysiologiques

Radiation adaptative

On dit que les broméliacées sont des plantes prospères pour avoir survécu et colonisé de nombreuses régions différentes de l'Amérique. Ce succès s'explique par sa grande adaptabilité.

Le rayonnement adaptatif est un processus d'évolution biologique qui décrit la spéciation rapide d'une ou plusieurs espèces, remplissant les niches écologiques disponibles. Les sommets des tepuis sont des endroits avec des conditions très défavorables pour le développement des plantes.

Figure 4. Kukenan tepui au Venezuela. Source: Paolo Costa Baldi, de Wikimedia Commons

Les précipitations sont abondantes, le sol rocheux ne permet pas l'infiltration et ne retient pas l'eau. L'irradiation solaire est très intense (puisque le Bouclier guyanais est traversé par la ligne équatoriale terrestre) et la fluctuation de température entre le jour et la nuit est très élevée.

Les plantes qui poussent dans les tepuis doivent pouvoir se développer dans des environnements pauvres en nutriments, à forte irradiation solaire et humidité, mais faible disponibilité en eau du sol. Pour ces raisons, il existe de vastes zones dépourvues de végétation dans les tepuis.

Mécanismes d'adaptation

Les broméliacées surmontent toutes ces difficultés que la grande majorité des plantes ne peuvent surmonter, grâce aux mécanismes d'adaptation suivants.

Existence de trichomes spécialisés

Les trichomes sont des structures d'appendices épidermiques, sous forme de papilles, de poils ou d'écailles. Ils peuvent servir de protection contre les rayons ultraviolets. De plus, ils sécrètent des substances qui servent de défense contre les prédateurs, attirent les pollinisateurs, sont antibactériens ou antifongiques.

Chez les plantes épiphytes du genre Bromelia, les trichomes des feuilles ont pour fonction importante d'absorber l'eau et les nutriments du phytotelme. Dans certaines broméliacées sans réservoir, les trichomes grisâtres absorbent l'humidité et les nutriments et protègent du rayonnement solaire tropical excessif en réfléchissant la lumière incidente (par exemple, les broméliacées du genre Tillandsia).

Fitotelmata

Les fitotelmata sont constitués par l'ensemble des corps ou dépôts d'eau dans les plantes non aquatiques. Ils se forment dans des structures telles que des feuilles modifiées, des aisselles foliaires, des fleurs, des entre-nœuds perforés, des cavités dans les troncs, entre autres.

Figure 5. Stockage central d'une broméliacée dans un réservoir. Source:

Le genre Bromelia possède un grand nombre d'espèces fitotelmata, qui emprisonnent l'eau dans un réservoir central et / ou à l'aisselle des feuilles. Ces petits plans d'eau peuvent fonctionner comme des microhabitats pour une grande variété d'organismes aquatiques.

De cette façon, grâce à leurs réservoirs d'eau fitotelmata, une bonne partie des broméliacées offre des conditions idéales d'humidité, de température, de nourriture et d'abri protecteur contre les prédateurs, soutenant des communautés complexes d'organismes associés.

Parmi ceux-ci figurent les algues, les bactéries, les champignons, les animaux unicellulaires microscopiques, les petits crustacés, les araignées, les insectes aquatiques, les mollusques, les nématodes, les grenouilles, les lézards, les iguanes, entre autres.

Les avantages d'avoir des réservoirs d'eau pour les espèces du genre Bromelia sont la disponibilité et la réserve non seulement d'eau, mais de nutriments tels que de simples composés chimiques déjà dégradés par des décomposeurs (bactéries et champignons), qui vivent dans le phytotelma et qui ils sont absorbés directement par les trichomes des feuilles.

Terrariums dans les broméliacées

Les aisselles foliaires de nombreuses espèces de broméliacées ne retiennent pas l'eau mais sont des endroits humides avec des matières organiques en décomposition.

Ces endroits axillaires se transforment en microhabitats de terrarium qui fournissent un abri aux petits animaux terrestres tels que les scorpions, les vers, les serpents et divers reptiles.

Métabolisme CAM

Le métabolisme acide des Crassulaceae ou CAM (de l'anglais: Crassulaceae Acid Metabolism), est un type particulier de métabolisme que certaines plantes présentent.

La plupart des plantes absorbent et fixent le CO ₂ pendant la journée. Chez les plantes à métabolisme CAM, ces deux processus - l'absorption du CO ₂ et sa fixation dans les composés glucidiques organiques - se produisent séparément en deux phases.

Dans le métabolisme CAM, le CO ₂ nécessaire à la photosynthèse est absorbé pendant la nuit et stocké dans des vacuoles cellulaires sous forme d'acide malique. Le lendemain, le CO ₂ est libéré de l'acide malique et utilisé dans la production d'hydrates de carbone médiée par la lumière du soleil.

Ce mécanisme offre l'avantage adaptatif d'économiser de l'eau, car pendant les heures de jour de plus grande irradiation solaire et de températures maximales, les plantes peuvent garder leurs stomates fermés et peuvent donc minimiser la perte d'eau par transpiration.

Adaptations reproductives

Les plantes du genre Bromelia ont deux mécanismes de reproduction, l'un sexuel et l'autre asexué.

Reproduction sexuée

La reproduction sexuée effectuée à travers les fleurs et les gamètes sexuels est un processus inefficace chez les broméliacées, car leur floraison se produit par périodes de 2 à 10, 20 et jusqu'à 30 ans, et il est possible que la plante meure avant de reproduire.

Pour compenser cet inconvénient apparent, les broméliacées ont plusieurs mécanismes qui fonctionnent comme des attracteurs pour les agents pollinisateurs, qui sont généralement des colibris et des insectes.

Synchronisées avec les stades les plus actifs et en quête de nourriture des colibris, les broméliacées sécrètent un nectar plus concentré et attrayant.

Après l'étape de la plus grande activité des colibris, une partie de ce nectar descend par l'axe qui supporte les fleurs et agit comme un attracteur pour les insectes.

Grâce à ces mécanismes, la plante favorise une augmentation du nombre de pollinisateurs et la pollinisation croisée ou le transport du pollen d'une plante à une autre est garanti.

Reproduction asexuée

La reproduction asexuée se produit sous des formes végétatives telles que des plantes filles, des feuilles ou d'autres parties de la plante.

Les plantes filles sont des répliques exactes de la plante mère adulte (clones) qu'elle peut produire. Les plantes relatives produisent des plantes filles en nombre variable juste après la floraison.

Lorsque les enfants ou les feuilles des plantes tombent sur un substrat, ils produisent des racines, se fixent et poussent, développant une autre plante avec la même charge génétique que la plante relative. Les plantes filles poussent au même endroit où la plante relative a poussé, avec une probabilité de survie très élevée.

Ces deux mécanismes de reproduction des broméliacées sont renforcés et conduisent à un résultat positif.

Associations avec des animaux

Le type de faune associé aux broméliacées dépend du degré d'exposition aux prédateurs terrestres et aériens, aux facteurs environnementaux extrêmes tels que les vents forts ou le rayonnement solaire intense, entre autres.

Les broméliacées qui poussent dans la canopée moyenne (2 à 4 m de haut au-dessus de la ligne de base) sont celles qui offrent les meilleures conditions de vie aux amphibiens et aux reptiles.

Myrmécophilie

Le terme myrmécophilie signifie littéralement «amour des fourmis» et fait référence à des associations mutualistes avec les fourmis. Il existe une relation étroite entre les broméliacées et les fourmis.

Les broméliacées fournissent un habitat sûr et de la nourriture aux fourmis; les fourmis défendent vigoureusement leur lieu d'établissement, mais en plus leurs déchets - excréments et fourmis mortes - déversés dans le réservoir d'eau, servent de nutriments à la plante.

Danger d'extinction

Plusieurs chercheurs ont signalé le danger d'extinction auquel les broméliacées sont exposées. En effet, la plupart de ces plantes sont des épiphytes et poussent sur les arbres, elles sont souvent considérées comme des mauvaises herbes parasites envahissantes et sont exterminées par les agriculteurs et les jardiniers.

Nous avons déjà vu que les broméliacées épiphytes n'utilisent les arbres que comme point d'appui et de support; ses racines n'ont pas de fonctions d'absorption des nutriments et de l'eau. Ce ne sont pas des plantes parasites.

La destruction des habitats de broméliacées, tels que les mangroves côtières et les forêts tropicales de nuages, par la déforestation, l'exploitation forestière et la méga-extraction, et l'utilisation aveugle sans mesures de conservation, de leurs fleurs, feuilles et de la plante entière comme ornementales, provoque l'extinction de ces plantes.

Prendre soin de sa culture

Les broméliacées doivent être cultivées sur des troncs d'arbres avec une exposition moyenne au soleil et leur réservoir doit être rempli d'eau. La température devrait fluctuer entre 20 et 35 degrés Celsius, selon l'espèce particulière.

Des solutions très diluées de compost, de sels nutritifs et d'algues peuvent être ajoutées au réservoir, mais la culture à l'extérieur ne nécessite généralement pas beaucoup de soins.

En plus des détritus animaux, la chute des feuilles, des brindilles et d'autres parties de la plante de la canopée supérieure dans le réservoir d'eau produit suffisamment de nutriments pour la plante.

Références

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