CAM, C3 OU C4 ?

Bonjour, suite à une lecture où l'auteur cite parmi les plantes en CAM "certaines orchidées, dont Vanilla planifolia" je me suis demandé ce qu'il en était pour les ophrys... N'ayant rien trouvé sur internet ou mes bouquins, je vous pose la question... et que ça saute !

Bonjour Bernard,
Excuse mon ignorance mais qu'est ce que "CAM", C3, C4 à part un nom de véhicule de marque française ?

Allez sur le site :


http://www.tela-botanica.org/page:plantes_cam#

HY

Merci, HY
Cela faisait longtemps que je ne mettais plus penché sur la photosynthèse... J'ai enfin compris la signification des "abréviations employées par Bernard

Bonjour,

Bernard Ginesy a écrit:Bonjour, suite à une lecture où l'auteur cite parmi les plantes en CAM "certaines orchidées, dont Vanilla planifolia" je me suis demandé ce qu'il en était pour les ophrys... N'ayant rien trouvé sur internet ou mes bouquins, je vous pose la question... et que ça saute !

La plupart des plantes CAM vivent dans des milieux arides ou subissent des périodes de sécheresses plus ou moins prolongées comme certaines espèces d'orchidées épiphytes tel que par exemple les Laelia, Cattleya, Sobralia, Vanilla, certains Angraecum, etc. La statégie consiste à "différer" la respiration de nuit lorsqu'il fait moins chaud et moins sec, ceci afin de limiter l'évapotranspiration le jour en laissant fermés les stomates et en les ouvrant seulement la nuit. La plupart de ces orchidées CAM ont des feuilles plutôt "charnues" comme pour les Laelia, par exemple.

Pour revenir aux Ophrys, même si ce genre a à subir des sécheresses sévères en été, il a adopté me semble-t-il une stratégie bien différente: dormance lorsqu'il fait chaud (en été, tubercule subsistant sous terre: stade géophyte) et croissance en hiver et surtout au début du printemps, lorsque la température est encore clémente et le sol encore humide. Ce n'est pas la même stratégie que les orchidées épiphytes qui ne peuvent pas quitter la canopée durant la période sèche et doivent se débrouiller autrement pour survivre. J'ai été frappé de voir une espèce d'Angraecum (probablement Angraecum praestans) dans les forêts sèches de l'ouest malgache capable de supporter plusieurs mois de sécheresse sévère. C'est sans aucun doute une espèce CAM. A l'opposé, je pense que les Ophrys font plutôt appel à la photosynthèse "classique" de type C3 (cf. articles ci-dessous).

Il y a quelques mois, je m'étais intéressé au sujet de la photosynthèse CAM. Je vous mets en lien quelques articles intéressants dans la langue de Shakespeare:

Métabolisme acide crassulacéen (Wikipédia)

Crassulacean Acid Metabolism in Epiphytic Orchids: Current Knowledge, Future Perspectives (article)

Photosynthesis, Physiology and Growth of Orchids (présentation)

Crassulacean Acid Metabolism and Epiphytism Linked to Adaptive Radiations in the Orchidaceae (article)

The incidence of crassulacean acid metabolism in Orchidaceae derived from carbon isotope ratios: a checklist of the flora of Panama and Costa Rica (article)

Evolution along the crassulacean acid metabolism continuum (article)

Distribution of crassulacean acid metabolism in orchids of Panama: evidence of selection for weak and strong modes (article)


Alexandre.

Merci beaucoup Alexandre pour ta réponse

Au risque de paraître enquiquinant, je pointe encore le fait "qu'il n'y aurait pas" d'études à ce sujet pour les ophrys... ?

Je reste sceptique sur deux point:
  - j'ai lu qu'il existe des plantes CAM qui vivent dans l'eau, ce type de métabolisme n'est donc pas exclusivement corrélé à l'aridité, même temporaire.
On peut aussi lire ici:
"Certaines espèces ne sont pas de type CAM en permanence. Sous l'effet d'une augmentation de température ou d'une période de sécheresse, elles modifient profondément leur métabolisme et adoptent le type CAM. La salinité du sol peut également intervenir (6). Chez d'autres espèces, c'est la photopériode (durées relatives du jour et de la nuit) qui déclenche le type CAM. Kalanchoe blossfeldiana, K. velutina, K. daigremontiana, K. tubiflora sont dans ce cas. En jours longs, l'activité de la PEPCase est maintenue à un faible niveau : la principale voie d'entrée du CO2 est alors catalysée par la RuBPCase (comportement de type C3). En jours courts, l'augmentation d'activité de la PEPCase est exponentielle : il en résulte un comportement de type CAM (5).

  - le stade géophyte peut viser simplement l'économie d'énergie tout en ayant d'autres avantages par rapport aux éventuels prédateurs de surface y compris les incendies, mais n'est pas nécessairement incompatible avec tel ou tel type de  métabolisme.

Personnellement, je n'ai pas travaillé cette question, c'est de la simple curiosité. Je me demandais s'il n'y avait pas un moyen simple de vérifier l'option par exemple au moyen d'un dispositif adhésif à la feuille de l'ophrys, qui indiquerait la nature de l'échange gazeux, comme le papier de tournesol indique l'acidité ou non d'un milieux... On pourrait aussi emmener un microscope dans les collines !  

Merci beaucoup Alexandre pour ta réponse

Au risque de paraître enquiquinant, je pointe encore le fait "qu'il n'y aurait pas" d'études à ce sujet pour les ophrys... ?

Je reste sceptique sur deux point:
  - j'ai lu qu'il existe des plantes CAM qui vivent dans l'eau, ce type de métabolisme n'est donc pas exclusivement corrélé à l'aridité, même temporaire.
On peut aussi lire ici:
"Certaines espèces ne sont pas de type CAM en permanence. Sous l'effet d'une augmentation de température ou d'une période de sécheresse, elles modifient profondément leur métabolisme et adoptent le type CAM. La salinité du sol peut également intervenir (6). Chez d'autres espèces, c'est la photopériode (durées relatives du jour et de la nuit) qui déclenche le type CAM. Kalanchoe blossfeldiana, K. velutina, K. daigremontiana, K. tubiflora sont dans ce cas. En jours longs, l'activité de la PEPCase est maintenue à un faible niveau : la principale voie d'entrée du CO2 est alors catalysée par la RuBPCase (comportement de type C3). En jours courts, l'augmentation d'activité de la PEPCase est exponentielle : il en résulte un comportement de type CAM (5).

Oui en effet, ce n'est pas forcément "blanc" ou "noir". Du reste, dans le dernier article que je citais (Distribution of crassulacean acid metabolism in orchids of Panama: evidence of selection for weak and strong modes), on parle de "strong CAM" et "weak CAM". Il y effectivement des espèces qui fonctionnent en C3 pendant la "bonne saison" et en CAM autrement.

- le stade géophyte peut viser simplement l'économie d'énergie tout en ayant d'autres avantages par rapport aux éventuels prédateurs de surface y compris les incendies, mais n'est pas nécessairement incompatible avec tel ou tel type de  métabolisme.

Effectivement. Mais il y a moins d'arguments pour les Ophrys de fonctionner en CAM. Cela ne constitue néanmoins pas une preuve scientifique...

Personnellement, je n'ai pas travaillé cette question, c'est de la simple curiosité. Je me demandais s'il n'y avait pas un moyen simple de vérifier l'option par exemple au moyen d'un dispositif adhésif à la feuille de l'ophrys, qui indiquerait la nature de l'échange gazeux, comme le papier de tournesol indique l'acidité ou non d'un milieux... On pourrait aussi emmener un microscope dans les collines !  

Faudrait étudier la teneur en isotope 13 du carbone dans les feuilles comme cela est fait dans les articles cités  : "The  typical  range  of δ13C‰ for  C3  plants  is between -33‰ to -22.1‰, while for strong CAM plants it ranges from -22‰ to -12‰. (Elheringer  &  Osmond,  1989)" (citation: Crassulacean Acid Metabolism in Epiphytic Orchids: Current Knowledge, Future Perspectives).
Mesurer les échanges de carbone la journée et la nuit est une autre façon de faire... mais là, il vaut mieux faire cela avec des Ophrys de culture plutôt que sur les collines .  

Alex.

Merci encore pour ces précisions (je n'ai pas encore tout lu...)
Je crois que je vais attendre qu'un botaniste pro fasse les mesures nécessaires, après tout ce n'est pas si compliqué !
Cela me fait quand même drôle que l'on néglige cette donnée du métabolisme d'une plante, en rapport de tout ce que l'on raconte par ailleurs. Réjouissons- nous qu'il y ait encore du boulot !