Les scientifiques découvrent un tout nouveau type de bois qui pourrait être hautement efficace pour le stockage du carbone.

30 juillet 2024

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par l'Université de Cambridge

Des chercheurs qui entreprennent une étude évolutive de la structure microscopique du bois de certains des arbres et arbustes les plus emblématiques du monde ont découvert un tout nouveau type de bois.

Cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles opportunités pour améliorer la séquestration du carbone dans les forêts de plantation en plantant un arbre à croissance rapide plus couramment observé dans les jardins d'ornement.

L'étude a révélé que les tulipiers, qui sont apparentés aux magnolias et peuvent atteindre plus de 100 pieds de haut, ont un type de bois unique qui n'entre dans aucune des catégories de feuillus ou de résineux.

Des scientifiques de l'Université Jagellonne et de l'Université de Cambridge ont utilisé un microscope électronique à balayage à basse température (cryo-SEM) pour imager l'architecture à l'échelle nanométrique des parois cellulaires secondaires (bois) dans leur état hydraté natif.

Les chercheurs ont découvert que les deux espèces survivantes de l'ancien genre Liriodendron, communément appelés Tulipier de Virginie (Liriodendron tulipifera) et Tulipier de Chine (Liriodendron chinense), ont des macrofibrilles beaucoup plus grandes que leurs parents feuillus (les macrofibrilles sont de longues fibres alignées en couches dans la paroi cellulaire secondaire).

L'auteur principal de la recherche publiée dans New Phytologist, le Dr Jan Łyczakowski de l'Université Jagellonne, a déclaré : « Nous montrons que les Liriodendrons ont une structure de macrofibrilles intermédiaire qui est significativement différente de la structure du bois tendre ou du bois dur. Les Liriodlendrons ont divergé des Magnolia il y a environ 30 à 50 millions d'années, ce qui a coïncidé avec une réduction rapide du CO2 atmosphérique. Cela pourrait aider à expliquer pourquoi les Tulipiers sont très efficaces pour stocker le carbone. »

L'équipe soupçonne que ce sont les macrofibrilles plus grandes de ce « bois intermédiaire » ou « bois accumulateur » qui sont à l'origine de la croissance rapide des Tulipiers.

Łyczakowski a ajouté : « Les deux espèces de tulipiers sont connues pour être exceptionnellement efficaces pour piéger le carbone, et leur structure macrofibrillaire élargie pourrait être une adaptation qui les aiderait à capturer et stocker plus facilement de plus grandes quantités de carbone lorsque la disponibilité du carbone atmosphérique était réduite. »

« Les tulipiers pourraient s'avérer utiles pour les plantations de capture du carbone. Certains pays d'Asie de l'Est utilisent déjà des plantations de Liriodendron pour piéger efficacement le carbone, et nous pensons maintenant que cela pourrait être lié à sa nouvelle structure de bois. »

Liriodendron tulipifera est originaire d'Amérique du Nord et Liriodendron chinense est une espèce originaire du centre et du sud de la Chine et du Vietnam.

Cette découverte fait partie d'une étude portant sur 33 espèces d'arbres des collections vivantes du jardin botanique de l'université de Cambridge, qui étudient l'évolution de l'ultrastructure du bois chez les résineux (gymnospermes tels que les pins et les conifères) et les feuillus (angiospermes dont le chêne, le frêne, le bouleau et l'eucalyptus). « Malgré son importance, nous savons peu de choses sur la façon dont la structure du bois évolue et s'adapte à l'environnement extérieur », a déclaré Łyczakowski. « Nous avons fait de nouvelles découvertes clés dans cette étude : une forme entièrement nouvelle d'ultrastructure du bois jamais observée auparavant et une famille de gymnospermes avec du bois dur de type angiosperme au lieu du bois tendre typique des gymnospermes. »

« Les principaux éléments constitutifs du bois sont les parois cellulaires secondaires, et c'est l'architecture de ces parois cellulaires qui donne au bois sa densité et sa résistance sur lesquelles nous comptons pour la construction. Les parois cellulaires secondaires sont également le plus grand réservoir de carbone de la biosphère, ce qui rend encore plus important la compréhension de leur diversité pour faire progresser nos programmes de capture du carbone afin de contribuer à atténuer le changement climatique. »

L'ultrastructure du bois fait référence à l'architecture microscopique détaillée du bois, englobant la disposition et l'organisation de ses composants matériels. 

Cette étude du bois à l'aide d'un microscope électronique à balayage cryogénique s'est concentrée sur :L'étude de l'ultrastructure du bois est essentielle pour diverses applications, notamment la transformation du bois, la science des matériaux et la compréhension des aspects écologiques et évolutifs des arbres. La compréhension de la biologie de la croissance des arbres et du dépôt de bois est également une information précieuse pour calculer la capture du carbone.

Les échantillons de bois ont été prélevés sur des arbres du jardin botanique de l'université de Cambridge en coordination avec la coordinatrice des collections du jardin, Margeaux Apple. Des échantillons frais de bois déposés au cours de la saison de croissance du printemps précédent ont été prélevés sur une sélection d'arbres afin de refléter l'histoire évolutive des populations de gymnospermes et d'angiospermes au fur et à mesure de leur divergence et de leur évolution.