Pourquoi les feuilles des arbres ont des formes différentes ?

Suivant la théorie de l'évolution, on pourrait imaginer qu'il existe une forme et une taille de feuille optimisée pour favoriser la photosynthèse et la croissance des arbres. Quand on observe la nature, il n'en n'est rien. Le chêne a des feuilles lobées, le châtaignier des feuilles oblongues, et l'acacia des feuilles découpées en folioles. D'où vient cette incroyable complexité ?

Taille des feuilles d’arbre : une conséquence du climat

La forme des feuilles résulte de l'adaptation de chaque espèce à son environnement. Sous un climat sec, la feuille ne doit pas être trop grande, car cela l'expose à la déshydratation. À l'inverse, une forte pluviosité va accroître la taille des feuilles. « Les feuilles de bananier ont pu atteindre une telle taille car ces arbres poussent dans des climats chauds et humides, atteste Ian Wright, biologiste à l'université de Macquarie, à Sydney. Il n'existe en principe aucune limite à la taille des feuilles. Tant qu'il y a de l'eau dans le sol, elles continuent à grandir ». Le palmier de Madagascar, ou le raphia royal (Raphia regalis), possède ainsi de gigantesques feuilles peuvent atteindre 25 m de long sur 3 m de large, explique le spécialiste, auteur d'une étude sur la taille des feuilles publiée dans Science.

Mais alors, pourquoi les feuilles des arbres des zones tempérées, qui risquent en principe moins d'être « brûlées » par le soleil que dans les zones tropicales, restent-elles de taille modérée ? Selon les chercheurs, ce serait en raison du froid. « Les grandes feuilles ont des couches d'air immobile plus épaisses et isolantes qui ralentissent leur capacité à tirer de la chaleur de leur environnement, chaleur nécessaire pour compenser l'énergie perdue durant la nuit », explique Colin Prentice, coauteur de l'étude. Les feuilles plus petites ont également un coût métabolique moins élevé.

Des feuilles échancrées pour faire moins d’ombre

Reste à expliquer la diversité des formes. Là encore, chaque arbre s'adapte au mieux aux conditions dans lesquelles il vit. La forme d'une feuille est donc le résultat complexe d'un compromis entre capter un maximum de lumière pour la photosynthèse et absorber un maximum de CO₂ à travers les pores de la feuille, ces deux processus entraînant une évaporation de l'eau. Les feuilles recevant beaucoup de lumière ont ainsi tendance à posséder des multiples lobes et contours afin d'évacuer la chaleur.

Certaines feuilles à angle aigu permettent de capter un maximum de lumière le matin, lorsque le soleil est rasant, tout en minimisant l'incidence de la chaleur lorsque le soleil est son pic en journée. Certaines feuilles incurvées sont même capables de se faire de l'ombre à elles-mêmes !

À l'inverse, les arbres poussant dans des zones ombragées ont tendance à avoir des feuilles plus larges et moins dentelées pour capter au maximum le soleil.

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