Kasvien arkkitehtuuri

Tehdas arkkitehtuuri on kasvitieteellinen pohjainen kuria morfologinen analyysi, joka pyrkii huomioimaan ajallisen ja organisaatio kasvullisia osia ja kasvien . Tämä arkkitehtuuri "on aina ilmaus tasapainosta endogeenisten kasvuprosessien ja ympäristön ulkoisten rajoitusten välillä".

Se tarkoittaa laajemmassa keskeinen järjestämistä kasvi, geneettisesti määräytyvä ja rakennettu vapaan toiminnan antenni meristeemeistä ( lisääntymis- ja cauline oksat , jälkimmäinen lisääminen kuvaan ulkonäköön kasvi ) ja maanalainen (root haarautuminen).

Historiallinen

Termiä "kasviarkkitehtuuri" ehdotti brittiläinen kasvitieteilijä Edred John Henry Corner (1906-1995) 1940-luvulla puiden ilmarakenteiden morfologian määrittelemiseksi.

Työ Francis Hallé ja Oldeman vuonna 1970 kuvatulla perustamista kasvullisen akselien kehittämisen aikana puiden trooppisten metsien. Ne päivittää tiedot kasvien arkkitehtuuria ja luoda luokitusta mukaan puuvartista arkkitehtonisia malleja, jotka perustuvat haarautuva liikennemuotojen puita, rytmiä näiden seurauksia, niiden dynamiikkaan ja asemansa. Seuraavat tutkimukset, joissa tutkitaan kasvien vegetatiivisten akselien kehitystä, mahdollistavat parikymmentä mallia, jotka ovat yhteisiä maanpäällisille verisuonikasveille .

Hallén ja Oldemanin lähestymistapa ei pääse pelkistävän mallinnuksen sudenkuopista . Myöhään evoluutioryhmään kuuluvien kasvien arkkitehtoniset mallit ovat todellakin riippuvaisia ​​monista muista tekijöistä (esimerkiksi yhden haaran kehittymisen estämisestä toisesta haarasta sekä sisäisten signaalien että keskinäisen varjostuksen vuoksi).

Arkkitehtuurianalyysi on aktiivinen tutkimusalue, josta tuli monitieteinen 2000-luvulta lähtien tietotekniikan kehityksen ansiosta, joka mahdollisti suunnitella aihepiirille mukautettuja "rakenne-toiminto" (FSPM) - tai "virtuaalikasvit" -malleja: yhdistelmäpuita ( Janey 1992), kieliopit (Pruzinkiewicz, 1988, Kurth 1989), fraktaalit (Smith, 1984), moniagenttijärjestelmä (Eschenbach, 2005), jne.

Kasvien arkkitehtuurin käsitteet

Kasviarkkitehtuurien anatomian tasolla kaikilla verisuonikasveilla on yhteiset samat arkkitehtoniset peruskomponentit: antennijärjestelmä, kasvien järjestelmä, joka koostuu vegetatiivisista akseleista (tai lehtien akseleista, koska ne ovat eniten lehtivarsia ), haarautuneet ja juuristo , erotettu kauluksella . Vegetatiivinen akseli on rakennettu peräisin apikaalisesta varsi ja juuri meristeemiin jossa vahvistetaan pidentämällä sarja phytomers , toiminnallinen kasvitieteellinen yksiköitä, jotka pinota ja kuljettaa elimet , peruselementit kasvi arkkitehtuuri. Näiden elinten järjestely akseleita pitkin on järjestetty filotaksiksen sääntöjen mukaisesti . Kasvilliset akselit haarautuvat muodostamaan kasvirakenteen, jossa voimme tunnistaa seurausten järjestykset (järjestys 1 on päävarsi, järjestys 2 toissijaiset oksat , järjestys 3 kolmannen asteen oksat jne.). Useat vegetatiiviset akselit, jotka on järjestetty hierarkkiseen järjestykseen, on merkitty termillä arkkitehtoninen yksikkö. Tämä vegetatiivisen akselin ja akseliluokan käsite, joka koskee sekä varret (cauline-luokat) että juuret (juuriluokat), kehitettiin ensin trooppisten alueiden puilla tehtyjen tutkimusten yhteydessä, ennen kuin ne sovitettiin lauhkean alueen puihin .

Toisto on prosessi, jossa elin on kokonaan tai osittain päällekkäinen sen oma arkkitehtuuri ( kloonaamalla mukaan suvuttoman lisääntymisen , alkuperän uusien yksilöiden kutsutaan lisääntymisvälineistä ). Tätä kopiota kutsutaan toistoksi . Peräkkäinen toisto asettaa syllepsit (kutsutaan myös sylleptisiksi haaroiksi, välittömät tai peräkkäiset toistot). Lykätty tai viivästynyt toistaminen antaa prolepsien (kutsutaan myös proleptisiksi haaroiksi, lykätyiksi tai viivästyneiksi toistoksi). "Tämä termien leviäminen, usein kiusallinen, heijastaa ideoiden hidasta kehitystä . " Arkkitehtoniset yksiköt ovat toistoja, joista tulee vuosi vuodelta yhä pienempiä ja yhä useammia, kun ne kehittyvät kruunun kehällä . Jokainen yksikkö vastaa monimutkaisuusasteen mukaan määritellyn määrän eri akseleiden luokkien erottelua (viisi tasopuussa). Haarautumisen edetessä puun kehälle se kehittää siten yleensä yksinkertaisempien oksien sarjan ( kukkivat oksat ).

Menetelmä

Laitoksen arkkitehtonisen mallin määrittelee:

Arkkitehtuurimallien edut

" Biologiassa on olennaista tieto morfologisista piirteistä, jotka koskevat kasvin rakennetta ja jotka ovat mukana siirtymässä kasvumuodosta toiseen; erityisesti taksonomisten , evoluutio- , agronomisten ja ekologisten näkökohtien osalta . Jos nämä piirteet ovat muovia , he voivat tehdä sen mahdolliseksi arvioida kuntoa yksilöiden populaatiossa, erityisesti luonnehdinta strategioita miehittää tilaa ja kehitykseen tehtäviä (Bradshaw, 1965, Briggs ja Walters, 1997; Zhukova, 2001; Zhukova ja Glotov, 2001; Pérez-Harguindeguy et ai., 2013). Jos nämä piirteet eivät ole plastisia, mutta vaihtelevia suhteessa alemman tason taksonin jäsenyyteen ( alalaji , lajike , ekotyyppi , kemotyypit jne.), Ne heijastavat mahdollisesti mukautuvia mekanismeja ja paljastavat olemassa olevien morfologisten suhteiden. kasvua, avaa tietä heidän kasvojensa ymmärtämiselle (Troll, 1937; Rauh, 1962) ” .

Biologiaan sovellettavia kasviarkkitehtuurin tutkimuksia voidaan käyttää ehdottamaan mahdollisia polkuja muotojen evoluutiolle samassa suojelualueessa . Agronomiassa niitä käytetään mallien luomiseen viljeltyjen kasvien tuotosta, johon monet tekijät vaikuttavat puun rakenteeseen ( tuholaisten , kasvinsuojeluaineiden , lannoitteiden hyökkäys , muutokset , majoittuminen , kasvipopulaation tiheys).

Arkkitehtoniset mallit

Jokainen arkkitehtoninen malli nimettiin kasvitieteilijän mukaan.

Hallé ja Oldeman ovat tunnistaneet 24 mallia kasvimaailmasta.

Mallien jakelu ja ilmaisu

Rauh-, Massart- ja Troll-mallit ovat yleisimpiä korkeilla leveysasteilla. Päiväntasaajan ja trooppisten alueiden välillä on paljon enemmän malleja. Yleisimmät mallit osoittavat merkkien ilmaisun monimuotoisempaa kuin harvinaisemmat mallit. Kuvioilmaisu on usein näkyvämpi nuorella taimella kuin vanhalla puulla.

Mallien luokitus

Mallit voidaan ryhmitellä kuuteen luokkaan:

Havupuiden kasviarkkitehtuuri

Havupuut tietää neljä kasvumallit:

Havupuiden arkkitehtuurin tutkimus paljastaa arkkitehtoniset modulaatiot.

Jotkut suvut rinnastavat kahta mallia samaan puuhun: Sequoia sempervirensin ortotrooppisten haarojen proksimaalisen osan spiraalinen phyllotaxis onnistuu tasossa järjestettyjen lehtien siipien sisältävien plagiotrooppisten sivuvaikutusten distaalisella osalla. Täten puun tyviosa on Rauhin mallin mukainen, apikaalinen osa Massartin.

Toiset näyttävät kehittävän kasvustrategioita kahden mallin välillä:

Lopuksi toiset vaihtavat mallia kasvunsa aikana: näin ovat araukariat ja Abies menevät Massartista Rauhiin.

Ottaen huomioon havupuiden arkaaisen luonteen, verisuoniin verrattuna , niiden arkkitehtoniset modulaatiot voisivat heijastaa kasvimuotojen ilmentymisen progressiivista rajoitusta, joka olisi johtanut nykyisiin malleihin.

Mallien pesiminen

Vuonna 2012 Jeanne Millet ehdotti, että ilmaisun "noudattaa" määritetyn mallin rinnalla useat mallit voivat esiintyä samassa puussa, mikä todistaa organisaation ja hierarkian eri tasoista.

Alkuperäinen taimi voi esiintyä moduulina, joka "liittyy" niin kutsuttuun "yksinkertaiseen" malliin, sitten haaroittamalla se ilmaistaan ​​monimutkaisemmalla mallilla, joka ehdollistaa seurauksen ja järjestää toistot.

Tunnistamalla useita puun sisällä useita arkkitehtonisia yksiköitä voimme puhua sisäkkäisistä malleista:

Huomautuksia ja viitteitä

  1. Claude Édelin, "Monopodiaalinen arkkitehtuuri: esimerkki muutamasta puusta trooppisessa Aasiassa", väitöskirja, Univ. Montpellier II, 1984, 258 Sivumäärä
  2. Tieto ja mittaukset juuren arkkitehtuurin (tai arkkitehtuuri juuriston: jäljittämisestä, sydämessä - vino, kääntyvä, jossa on useita tapit), edelleen hajanaisia 1990-luvulla kehitetty 2000-luvulla. Vrt Coutts MP, 1983 Root arkkitehtuuri ja puiden vakauden . Kasvien maaperä 71, 171-188; Danjon F., Reubens B., 2008. Puumaisen juurijärjestelmän 3D-arkkitehtuurin arviointi ja analysointi, katsaus puiden ja maaperän vakauden, resurssien hankinnan ja kohdentamisen menetelmiin ja sovelluksiin. Kasvi ja maaperä 303, 1-34.
  3. "Itämisen aikana siemenistä tulee radikaali (ensisijainen nivel), joka venyy hyvin nopeasti ja jonka pituus ensimmäisen vuoden lopussa ylittää usein varren pituuden. Myöhemmin muut akselit, jotka ovat samanlaisia ​​kuin alkuperäinen kääntö (toissijaiset kääntöpisteet), ilmestyvät suurten vaakasuorien juurien alle. Tämä pystysuora kääntöjoukko (ja joissakin lajeissa vino) muodostaa uppoavan verkon. Se ylittää harvoin 1,50 metrin syvyyden.
    Jäljitysverkko yhdistää puiset juuret, joita kannattimet tai kaulus kantavat ja joilla on vaakasuuntainen kasvusuunta. Nämä kirvesmiehen juuret voivat olla erityisen pitkiä, usein paljon pitempiä kuin puu on korkea
    . Vrt.
  4. "  Ein Leben im Zeichen des Urwalds  " (käytetty 29. joulukuuta 2020 )
  5. F. Hallé , R. Oldeman essee arkkitehtuurista ja dynamiikka kasvun trooppisten puiden , 1970, 178 s.
  6. (in) Tzvi Ariel Sachs & Novoplansky, "  Puun muoto: arkkitehtoniset mallit eivät riitä  " , Israel Journal of Plant Sciences , Vuosikerta.  43, n °  3,1995, s.  203-212 ( DOI  10.1080 / 07929978.1995.10676605 ).
  7. (in) Franck Varenne malleista on Simulations , Routledge ,2018, s.  81
  8. Nicolas Janey, 1992. Puiden ja vesistöalueiden kuvien mallintaminen ja synteesi yhdistämällä yhdistelmämenetelmät ja puiden automaattinen upottaminen sekä tasomaiset kartat., Automaatio- ja tietojenkäsittelytieteet Franche-Comptén yliopistosta, 321 s.
  9. (julkaisussa) P. Prusinkiewicz, A. Lindenmayer, J. Hanan, Yrttipuiden kehitysmallit tietokonekuvaustarkoituksiin  " , SIGGRAPH '88, Computer Graphics , voi.  22, n o  4,1988, s.  141–150 ( DOI  10.1145 / 54852.378503 )
  10. (in) Winfried Kurth, "  Morfologinen malleja kasvien kasvuun: Mahdollisuudet ja ekologinen merkitys  " , ekologinen mallinnus , Vol.  75–76,1994, s.  299-308 ( DOI  10.1016 / 0304-3800 (94) 90027-2 )
  11. (sisään) Alvy Ray Smith, "  Kasvit, fraktaalit ja muodolliset kielet  " , Computer Graphics , voi.  18, n °  3,1984, s.  1–10 ( lue verkossa )
  12. (in) Christiane A. Eschenbach "  Emergent ominaisuudet mallinnetaan rakenteellinen toiminnalliset puuston kasvun malli Almis: Tietokone kokeiluja saamme ja resurssien käyttöä  " , ekologinen mallinnus , Vol.  186, n °  4,2005, s.  470-488 ( DOI  10.1016 / j.ecolmodel.2005.02.013 )
  13. Philippe de Reffye, Marc Jaeger, Daniel Barthélémy, François Houllier , Kasvien arkkitehtuuri ja kasvituotanto. Matemaattisen mallinnuksen , Quæ-painosten ,2018( lue verkossa ) , s.  14-18
  14. Philippe de Reffye,  Kasvien kasvun mallintaminen. GreenLab-mallin tapaus  ”, Société linnéenne de Lyonin kuukausitiedote , voi.  86, ei luita  5-6,Touko-kesäkuu 2017, s.  142-143
  15. Claude Edelin, Kuvia havupuiden arkkitehtuurista, Opinnäytetyön erikoisuus, Univ. Montpellier., 1977, 254p.
  16. Francis Kahn, "  Tiheän trooppisen sademetsän puumaisten kasvien juurijärjestelmien rakenteellinen analyysi  ", Candollea , voi.  32, n °  21977, s.  321-358
  17. (in) Amramille Eshel ja Tom Beeckman, kasvin juuret: Hidden Half , CRC Press ,2013, s.  29-9 - 29-12
  18. (in) Anthony David Bradshaw, "  evolutiivinen merkitys Fenotyyppiset plastisuus Plants  " , Advances in Genetics , Voi.  13,1965, s.  115-155 ( DOI  10.1016 / S0065-2660 (08) 60048-6 ).
  19. (in) David Briggs ja Stuart Max Walters Kasvien vaihtelua ja evoluutio , Cambridge University Press ,1997, 512  Sivumäärä ( lue verkossa )
  20. (vuonna) LA Zhukova, "  Ontogeneettisten polkujen monimuotoisuus kasvipopulaatioissa  " , Russian Journal of Ecology , voi.  32,2001, s.  151–158 ( DOI  10.1023 / A: 1011301909245 )
  21. (in) LA Zhukova & NV Glotov, "  692: n morfologinen polyvarianttinen ontogenia luonnollisissa kasvipopulaatioissa  " , Russian Journal of Developmental Biology , voi.  32,2001, s.  381-387 ( DOI  10.1023 / A: 1012838120823 )
  22. (vuonna) N. Pérez-Harguindeguy et ai., "  Uusi käsikirja kasvin 641 maailmanlaajuisten toiminnallisten piirteiden standardoidusta mittaamisesta  " , Australian Journal of Botany , Voi.  61,2013, s.  167-234 ( DOI  10.1071 / BT12225 )
  23. (De) Wilhelm Troll, Vergleichende morphologie der höheren pflanzen , Gebrüder Borntraeger, Koenigstein-Taunus,1937.
  24. (de) Werner Rauh , ”  Bemerkenswerte Sukkulente aus Madagaskar-12. Die Pachypodium-Arten 645 Madagaskars  ” , Kakteen und andere Sukkulenten , voi.  13, n °  3,1962, s.  96-103
  25. Mathieu Millan. Kasvumuotojen kasvumuotojen arkkitehtonisten piirteiden vaihtelevuuden analyysi. Kasvitieteellinen. Montpellierin yliopisto, 2016, s. 40
  26. Claude Evelin, puu , Naturalia Monspeliensia,1986, s.  224
  27. Franck Varenne , mallista tietokonesimulaatioon , Vrin,2007, s.  203
  28. (en) Lauritz B.Holm-Nielsen, Ivan Nielsen, Henrik Balslev, Trooppiset metsät: kasvitieteellinen dynamiikka, lajittelu ja monimuotoisuus , Academic Press ,1989, s.  90
  29. (in) Ingo Kowarik Ina Säumel, Keski-Euroopan biologinen kasvisto: Ailanthus altissima (2007) Lue verkossa
  30. Yves Caraglio, Claude Édelin, Le Platane, joitain sen arkkitehtuurin näkökohtia Lue verkossa .
  31. (sisään) F. Halle, RAA Oldeman, PB Tomlinson, trooppiset puut ja metsät: arkkitehtoninen analyysi , Springer Science & Business Media,2012, s.  221
  32. Yves Caraglio, Pascal Dabadie, Le Peuplier, joitain näkökohtia hänen arkkitehtuuristaan Lue verkossa .
  33. A. Schnitzler, Arkkitehtuurimallin kiinnostus metsien monimuotoisuuden analysointiin. Soveltaminen Reinin luonnonsuojelualueiden hoitoon , Rev. Sillä. LIII: n erityisnumero 2001. Lue verkossa
  34. Claude Edelin, 1977-1980
  35. Jeanne Millet, Puun arkkitehtuuri leutoilla alueilla , Toim. Multimonde, 2012, s.  77-81 .

Liitteet

Bibliografia

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoinen linkki