Növény építészet

A növényi architektúra egy botanikai alapú diszciplináris morfológiai elemzés, amely a növények vegetatív részeinek térbeli és időbeli szerveződését kívánja figyelembe venni . Ez az architektúra „mindig kifejezi az egyensúlyt az endogén növekedési folyamatok és a környezet által kifejtett külső kényszerek között”.

Ez jelöli a kiterjesztés az alapvető szervezet egy növény, genetikailag meghatározott, és épített a szabad működését emelők merisztémákban ( reproduktív és cauline ágak , az utóbbi imprinting az általános megjelenését a növény ) és a földalatti (root elágazás).

Történelmi

A „növényi építészet” kifejezést Edred John Henry Corner (1906-1995) brit botanikus javasolta az 1940-es években a fák légszerkezeteinek morfológiájának meghatározására.

Francis Hallé és Oldeman 1970-es munkája vegetatív tengelyek kialakulását írta le a trópusi erdők fáinak fejlődése során. Frissítik a növényépítészet adatait, és tipográfiát hoznak létre a fák elágazási módjai , ezek következményeinek ritmusa, dinamikája és helyzetük alapján arboreszcens építészeti modellek szerint . Az ezt követő kutatások, amelyek a növények vegetatív tengelyeinek fejlődését tanulmányozzák, lehetővé teszik a földi éri növényeknél húsz közös modell azonosítását .

Hallé és Oldeman megközelítése nem kerüli el a reduktív modellezés buktatóit . A késői evolúciós csoporthoz tartozó növények építészeti modelljei sok más tényezőtől függenek (például az egyik ág fejlődésének egy másik ág általi gátlásától mind a belső jelek, mind a kölcsönös árnyékolás miatt).

Az építészeti elemzés egy aktív kutatási terület, amely a 2000-es évektől multidiszciplináris lett, köszönhetően a számítástechnika fejlődésének, amely lehetővé tette a témához igazított „szerkezet-funkció” (FSPM) vagy „virtuális növények” modellek tervezését: kombinatorikus fák ( Janey 1992), nyelvtanok (Pruzinkiewicz, 1988, Kurth 1989), fraktálok (Smith, 1984), multi-ágens rendszer (Eschenbach, 2005) stb.

Fogalmak a növény építészetében

A növényi architektúrák anatómiájának szintjén az összes érinövénynek ugyanazok az építészeti alapkomponensek vannak közösen: a légi rendszer, a vegetatív tengelyekből (vagy levéltengelyekből, mivel ezek a leglevelesebb szárak) álló elágazó rendszer és a gyökérrendszer , gallérral elválasztva . A vegetatív tengely egy apikális szárból és gyökérmerisztémából épül fel, amely a fitomerek sorozatának meghosszabbításával hozza létre a funkcionális botanikai egységeket, amelyek egymásra rakják és hordozzák a szerveket , a növény építészetének alapelemeit. Ezeknek a szerveknek a tengelyek mentén történő elrendezése a filotaxis szabályai szerint rendezett . A vegetatív tengelyek elágaznak, és olyan növényi szerkezetet alkotnak, amelyben azonosíthatjuk az elágazások rendjét (az 1. sorrend a fő szár, a 2. sorrend a másodlagos ág , a 3. sorrend a harmadik rendű ágak stb.). Számos vegetatív tengelyt hierarchikus sorrendben rendeznek az építészeti egység kifejezés. Ezt a vegetatív tengely és tengelykategória fogalmát, amely egyaránt vonatkozik a szárakra (cauline kategóriák) és a gyökerekre (gyökér kategóriákra), először a trópusi területeken fákon végzett vizsgálatok keretében fejlesztették ki, mielőtt azokat a mérsékelt égövi területeken alkalmazzák. .

A megismétlése az a folyamat, amelynek során a szervezet teljes egészében vagy részben ismétli saját architektúra ( klónozás által ivartalan szaporodás , eredete új egyedek úgynevezett szaporítóképletekből ). Ez az ismétlődő nevezzük megismételni . A szekvenciális ismétlés sziluppeket hoz létre (más néven szilptikus ágakat, azonnali vagy szekvenciális ismétléseket). A késleltetett vagy késleltetett ismétlés prolepszeket eredményez (más néven proleptikus ágak, halasztott vagy késleltetett ismétlések). "Ez a gyakran kínos kifejezések elterjedése az eszmék lassú fejlődésének tükröződik . " Az építészeti egységek megismétlődnek, amelyek évről évre egyre kisebbek és egyre nagyobb számban fejlődnek a korona peremén . Minden egység megfelel a bonyolultság mértékének megfelelően a különböző tengelyek meghatározott számú kategóriájának differenciálásának (öt a platánban). Amint az elágazás a fa perifériájára halad, általában egyszerűbb ágak (a virágzó ágak ) sorozata fejlődik ki .

Módszer

A növény építészeti modelljét a következők határozzák meg:

Az építészeti modellek érdekei

„A biológia szempontjából alapvető jelentőségű azoknak a morfológiai tulajdonságoknak az ismerete, amelyek a növény általános szerkezetére vonatkoznak, és amelyek részt vesznek a növekedés egyik formájából a másikba való átmenetben; különösen taxonómiai , evolúciós , agronómiai és ökológiai szempontból . Ha ezek a tulajdonságok képlékenyek , akkor lehetővé tehetik az egyének populációban való alkalmasságának megbecsülését , különösen az űr elfoglalásának stratégiáinak és a fejlődési funkcióknak a jellemzésével (Bradshaw, 1965; Briggs és Walters, 1997; Zhukova, 2001; Zhukova és Glotov, 2001; Pérez-Harguindeguy és mtsai, 2013). Ha ezek a tulajdonságok nem plasztikusak, hanem az alacsonyabb rangú taxon ( alfaj , fajta , ökotípus , kemotípusok stb.) Tagságához viszonyítva változnak , akkor potenciálisan adaptív mechanizmusokat tükröznek, és feltárják a létező morfológiai kapcsolatokat. növekedés, megnyitva az utat filogenitásuk megértéséhez (Troll, 1937; Rauh, 1962) ” .

A növények felépítésének a biológiára vonatkozó tanulmányai felhasználhatók a formák evolúciójának lehetséges útjainak feltárására ugyanazon törzsben . Az agronómiában a termesztett növények hozamának modelljeinek meghatározására használják, amelyeket számos tényező befolyásol a fa szerkezetére ( kártevők , növény-egészségügyi termékek , műtrágyák támadása , módosítások , elhelyezkedés , a növényállomány sűrűsége).

Építészeti modellek

Minden építészeti modellt egy botanikusról neveztek el.

Hallé és Oldeman 24 modellt azonosított a növényvilágban.

Modellek terjesztése és kifejezése

Rauh, Massart és Troll modellek a leggyakoribbak a nagy szélességi fokokon. Az egyenlítői és a trópusi területeken a modellek sokkal nagyobb változatosságot mutatnak be. A legelterjedtebb modellek a karakterkifejezések nagyobb változatosságát mutatják, mint a ritkább modellek. A minta kifejezése gyakran jobban látható egy fiatal csemetén, mint egy öreg fán.

A modellek osztályozása

A modellek hat osztályba sorolhatók:

A tűlevelűek növényi építészete

A tűlevelűek négy növekedési modellt ismernek:

A tűlevelűek architektúrájának vizsgálata feltárja az építészeti modulációkat.

Egyes nemzetségek egymás mellé két modell ugyanazon a fán: a spirál levélállásokra proximális részének a ortotrop ágak Sequoia sempervirens sikerül a disztális része a plagiotropic következményei hordozó levél pengék elrendezve a síkban. Így a fa alaprésze megfelel Rauh modelljének, az apikális része pedig a Massart-nak.

Úgy tűnik, hogy mások két modell között fejlesztik ki a növekedési stratégiákat:

Végül mások növekedésük során modellt váltanak: ez az araukariák és abiek esete Massartból Rauhig megy.

Mivel az archaikus jellegű tűlevelűek képest zárvatermők , az építészeti moduláció is tükrözik fokozatos korlátozása a kifejezés a növényi formák eredményezte volna a jelenlegi modellek.

Modellek fészkelése

2012-ben Jeanne Millet azt javasolta, hogy a meghatározott modellhez szigorúan "illeszkedő" kifejezés mellett több modell jelenjen meg ugyanazon a fán, tanúsítva a szervezet és a hierarchia különböző szintjeit.

A kezdeti csemete megjelenhet egy úgynevezett „egyszerű” modellhez „kapcsolódó” modulként, majd elágazással egy „összetettebb” modellben fejeződik ki, amely feltételezi az elágazást és megszervezi az ismétléseket.

Több építészeti egység azonosításával egy fán belül beágyazott modellekről beszélhetünk:

Megjegyzések és hivatkozások

  1. Claude Édelin, "Monopodiális építészet: néhány fa példája trópusi Ázsiában", PhD tézis, Univ. Montpellier II, 1984, 258 p.
  2. A gyökérarchitektúra (vagy a gyökérrendszerek felépítése: nyomkövetés a szívben - ferde, elforduló, több elfordítással) ismerete és mérése, az 1990-es években még mindig töredékes, a 2000-es években fejlesztették ki. Vö. Coutts MP, 1983 Gyökér architektúra és a fa stabilitása . Növényi talaj 71, 171-188; Danjon F., Reubens B., 2008. A fás gyökérrendszerek 3D-s architektúrájának felmérése és elemzése, a fák és a talaj stabilitásának, az erőforrások megszerzésének és kiosztásának módszereinek és alkalmazásainak áttekintése. Növény és talaj 303, 1-34.
  3. „Csírázáskor a mag sugarat bocsát ki (az elsődleges csukló), amely nagyon gyorsan megnyúlik, és amelynek hossza az első év végén gyakran meghaladja a szár hosszát. Ezt követően a kezdeti forgásponthoz hasonló egyéb tengelyek (a másodlagos forgócsapok) jelennek meg a nagy vízszintes gyökerek alatt. Ez a függőleges forgócsapok (és bizonyos fajokban ferde) alkotják a süllyedő hálózatot. Ritkán haladja meg az 1,50 m mélységet.
    A nyomkövető hálózat összefogja a fás gyökereket, amelyeket a csapok vagy a gallér hordoz, és vízszintes növekedési irányban van. Ezek az asztalos gyökerek különösen hosszúak lehetnek, gyakran sokkal hosszabbak, mint a fa magas ”     . Vö.
  4. "  Ein Leben im Zeichen des Urwalds  " (hozzáférés : 2020. december 29. )
  5. F. Hallé , R. Oldeman esszé a trópusi fák architektúrájáról és növekedésének dinamikájáról , 1970, 178 p.
  6. (in) Tzvi Ariel Sachs és Novoplansky, "  Fa forma: az építészeti modellek nem elegendőek  " , Israel Journal of Plant Sciences , Vol.  43, n o  3,1995, P.  203-212 ( DOI  10.1080 / 07929978.1995.10676605 ).
  7. (a) Franck Varenne Modellezéstől a Szimulációk , Routledge ,2018, P.  81.
  8. Nicolas Janey, 1992. A fák és a vízgyűjtők képeinek modellezése és szintézise kombinatív módszereket, valamint a fák és sík térképek automatikus beágyazását ötvözve.
  9. (in) P. Prusinkiewicz, A. Lindenmayer, J. Hanan, "  A lágyszárú növények fejlesztési modelljei számítógépes képalkotási célokra  " , SIGGRAPH '88, Computer Graphics , vol.  22, n o  4,1988, P.  141–150 ( DOI  10.1145 / 54852.378503 )
  10. (in) Winfried Kurth, "  A növények növekedésének morfológiai modelljei: lehetőségek és ökológiai relevancia  " , Ökológiai modellezés , Vol.  75–76,1994, P.  299-308 ( DOI  10.1016 / 0304-3800 (94) 90027-2 )
  11. (in) Alvy Ray Smith, "  Növények, fraktálok és formális nyelvek  " , Computer Graphics , vol.  18, n o  3,1984, P.  1–10 ( online olvasható )
  12. (in) Christiane A. Eschenbach, „  emergens modelleztük a strukturális funkcionális fa növekedési modell Almis: Számítógépes kísérletek nyerünk és az erőforrás-felhasználás  ” , ökológiai modellezés , Vol.  186, n o  4,2005, P.  470-488 ( DOI  10.1016 / j.ecolmodel.2005.02.013 )
  13. Philippe de Reffye, Marc Jaeger, Daniel Barthélémy, François Houllier , Növényépítészet és növénytermesztés. A matematikai modellezés , a Quæ kiadások ,2018( online olvasható ) , p.  14-18
  14. Philippe de Reffye, „A  növények növekedésének modellezése. A GreenLab modell esete  ”, a Société linnéenne de Lyon havi közlönye , vol.  86. Nem csontokat  5-6,2017. május – június, P.  142-143
  15. Claude Edelin, Képek a tűlevelűek architektúrájáról, Szakdolgozat szakterület, Univ. Montpellier., 1977, 254p.
  16. Francis Kahn, „  Fás növények gyökérzetének strukturális elemzése sűrű trópusi esőerdőkben  ”, Candollea , t .  32, n o  21977, P.  321-358
  17. (in) Amram Eshel és Tom Beeckman, növény gyökerei: a rejtett Half , CRC Press ,2013, P.  29–9–12–12
  19. (in) Anthony David Bradshaw, "  evolúciós jelentősége fenotípusos plaszticitás in Plants  " , Advances in Genetics , Vol.  13,1965, P.  115-155 ( DOI  10.1016 / S0065-2660 (08) 60048-6 ).
  20. (in) David Briggs és Stuart Max Walters Plant variáció és az evolúció , Cambridge University Press ,1997, 512  p. ( online olvasás )
  21. (in) LA Zhukova, "  Ontogenetikus utak sokfélesége a növénypopulációkban  " , Russian Journal of Ecology , vol.  32,2001, P.  151–158 ( DOI  10.1023 / A: 1011301909245 )
  22. (in) LA Zhukova & NV Glotov, "  692 morfológiai polivariancia ontogenitása természetes növénypopulációkban  " , Russian Journal of Developmental Biology , vol.  32,2001, P.  381-387 ( DOI  10.1023 / A: 1012838120823 )
  23. (in) N. Pérez-Harguindeguy és mtsai. "  Új kézikönyv a 641-es növény globális funkcionális tulajdonságainak szabványosított mérésére  " , Australian Journal of Botany , Vol.  61,2013, P.  167-234 ( DOI  10.1071 / BT12225 )
  24. (De) Wilhelm Troll, Vergleichende morphologie der höheren pflanzen , Gebrüder Borntraeger, Koenigstein-Taunus,1937.
  25. (de) Werner Rauh , „  Bemerkenswerte Sukkulente aus Madagaskar-12. Die Pachypodium-Arten 645 Madagaskars  ” , Kakteen und andere Sukkulenten , vol.  13, n o  3,1962, P.  96-103
  26. Mathieu Millan. A növekedési formák építészeti jellemzőinek variabilitásának elemzése a növénytársulásokban. Növénytani. Montpellier-i Egyetem, 2016, p. 40
  27. Claude Evelin, A fa , Naturalia Monspeliensia,1986, P.  224
  28. Franck Varenne , modelltől számítógépes szimulációig , Vrin,2007, P.  203
  29. (en) Lauritz B. Holm-Nielsen, Ivan Nielsen, Henrik Balslev, Trópusi erdők: botanikai dinamika, specifikáció és sokszínűség , Academic Press ,1989, P.  90
  30. (in) Ingo Kowarik Ina Säumel, biológiai növény- Közép-Európa: Ailanthus altissima (2007) olvasható online
  31. Yves Caraglio, Claude Édelin, Le Platane, építészetének egyes aspektusai Online olvasás .
  32. (in) F. Halle RAA Oldeman, PB Tomlinson, trópusi fák és erdők: építészeti elemzés , Springer Science & Business Media,2012, P.  221
  33. Yves Caraglio, Pascal Dabadie, Le Peuplier, építészetének egyes aspektusai Online olvasás .
  34. A. Schnitzler, Az építészeti modell érdeklődése az erdők biodiverzitásának elemzése iránt. Alkalmazás a rajnai természetvédelmi területek kezelésére , Rev. Mert. Fr. LIII 2001. különszám. Olvassa el online
  35. Claude Edelin, 1977-1980
  36. Jeanne Millet, A fák mérsékelt égövi régiókban , szerk. Multimonde, 2012, pp.  77–81 .

Függelékek

Bibliográfia

Kapcsolódó cikkek

Külső hivatkozás