Sphaigne
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Sphagnum
Sphagnum
Sphagnum sp.
| Règne | Plantae |
|---|---|
| Embranchement | Bryophyta |
| Sous-embr. | Musci |
| Classe | Sphagnopsida |
| Ordre | Sphagnales |
Famille
Sphagnaceae
Dumort. 1829
Genre
Sphagnum
L., 1753
Sphagnum (les sphaignes) est un genre de mousses, le seul de la famille des Sphagnaceae.
Sphagnum magellanicum.
Le genre Sphagnum regroupe de 1 510 à 3 500 espèces dans le monde[1], qui forment des tourbières couvrant environ 1 % des terres émergées (habitats humides situés en zone circum-polaire pour la plupart et "tourbières à sphaignes" dispersées en montagne ou sur des substrats lessivés et acidifiés ailleurs).
Les Sphagnaceae et les Ambuchananiaceae sont considérées comme les deux seules familles de l'ordre des Sphagnales par certains auteurs. Pour d'autres, les Sphagnaceae sont l'unique famille de l'ordre, les Ambuchananiaceae étant placées dans l'ordre des Ambuchananiales[2].
Certaines espèces de sphaignes tolèrent largement les inondations, de fortes variations de la température (à condition de rester gorgées d'eau) et de pH. Plusieurs espèces de sphaignes sont généralement trouvées dans une même tourbière[3]. Dans de bonnes conditions, au cours de siècles ou millénaires, la tourbe peut se former sans interruption et s'accumuler sur plusieurs mètres d'épaisseur, voire exceptionnellement dizaines de mètres en zone tropicale.
Plusieurs espèces de tourbières et notamment certaines espèces de sphaignes ont la propriété de capter et stocker des cations tels que le calcium et le magnésium, en libérant des ions d'hydrogène, contribuant ainsi à acidifier le milieu, ce qui empêche d'autres espèces de s'y installer.
Sommaire
1 En termes de services écosystémiques
2 Description
2.1 Gamétophyte
2.2 Sporophyte
3 Écologie
4 État des populations, pressions, menaces
5 Autres utilisations
6 Liste d'espèces
7 Voir aussi
7.1 Articles connexes
7.2 Liens externes
7.2.1 Sphagnaceae
7.2.2 Sphagnum
8 Notes et références
8.1 Bibliographie
En termes de services écosystémiques |
Les sphaignes jouent un rôle important dans la Nature, et pour l'économie humaine car :
- les tourbières sont d'importants puits de carbone[4] ;
- les accumulations de sphaignes peuvent stocker de grandes quantités d'eau[5] (y compris sur pente dans les parties mortes des plantes qui continuent à stocker de l'eau à raison de 16 à 26 fois leurs poids sec selon l'espèce[6])
- elles jouent ainsi un rôle de zone tampon (inertie hydrique) diminuant à la fois le risque d'inondation en aval et de sécheresse estivale.
- Leur évaporation et évapotranspiration rafraîchissent également fortement l'air (durant les canicules notamment)
- Ces accumulations humides de tourbe fournissent aussi un habitat irremplaçable à un large éventail de plantes de zones tourbeuses et para-tourbeuses (laiches, éricacées, orchidées et plantes carnivores[7]).
- La tourbe de sphaigne ne se désintègre que difficilement en raison de son acidité et des composés phénoliques incorporés dans les parois cellulaires de la mousse, qui empêchent le développement des populations de champignons et bactéries décomposant la matière organique. Sous les tourbières, des conditions anaérobies et acides peuvent se développer, freinant aussi la biodégradation de la matière végétale.
- Avant la découverte du charbon et autres carburants fossiles, les tourbières ont fourni un matériau combustible et isolant utilisé par de nombreuses populations.
Description |
Gamétophyte |
Cellules chlorophylliennes, étroites et foncées, formant un «filet» au travers des mailles duquel se trouvent les cellules hyalines, larges et pâles.
Chez Sphagnum, comme chez les autres bryophytes, le gamétophyte est le stade dominant. Au contraire du sporophyte (décrit plus bas), le gamétophyte est persistant.
Les éléments individuels qui forment la tourbière à sphaigne se composent chacun d'une tige principale, portant des feuilles caulinaires et des rameaux étroitement disposés en faisceaux, qui portent à leur tour des feuilles raméales. Ces deux types de feuilles n'ont pas la même forme et servent largement à l'identification des espèces de sphaignes.
Chaque "brin" de mousse présente deux types de cellules ; en hauteur se trouvent les cellules, vivantes, petites, vertes (cellules chlorophylliennes ou chlorocystes) alors qu'à sa base, la tige conserve des cellules grandes, claires qui sont mortes mais sont encore structurelles (cellules hyalines ou hydrocystes) stockant de l'eau et quelques minéraux dans les vides de contenu cellulaire grâce à une paroi qui reste étanche durant des années, souvent renforcée par des anneaux cellulosiques, appelés « fibrilles », qui évitent leur déformation par l'eau.
Le sommet de la plante (dit apex ou capitule ou capitulum) est formé du bourgeon apical, par lequel la sphaigne croit indéfiniment. Juste sous l'apex se présente un amas plus compacts de jeunes branches.
Les capitula plus ou moins collés les uns aux autres forment la partie visible du tapis de mousse. Ils sont portés sur une tige feuillée. À la base, la tige meure, laissant de 10 à 40 cm de portion vivante prenant assise sur la tourbe, issue de la décomposition partielle du matériel végétal accumulé (les sphaignes sont des végétaux « invasculaires » ; leur tige ne présente aucun vaisseau).
Sporophyte |
Sporophytes de Sphagnum sp. portés sur des pseudopodes.
Le sporophyte est une petite capsule rouge à brun-noir portée sur un pseudopode d'origine gamétophytique. La capsule est obturée par un opercule déhiscent. Quand la capsule arrive à maturité, elle se déshydrate et, de sphérique, elle devient cylindrique. La pression interne de l'air peut monter jusqu'à 5 bars[réf. souhaitée]. La capsule expulse alors, avec une vitesse d'éjection comprise entre 10 et 30 m/s, 20 000 à 250 000 spores qui parviennent à atteindre plus de 10 centimètres[8] au-dessus du sol car elles s'organisent en un anneau tourbillonnaire. Cet anneau est déjà connu dans le déplacement des méduses et des calmars, mais c'est la première fois qu'on le découvre chez des végétaux[9].
Écologie |
Les sphaignes forment des tapis plus ou moins denses, et constituent des milieux auto-entretenus presque toujours gorgés d'eau (dits « tourbières à sphaignes »).
Elles n'ont pas de tissu conducteur ni de soutien (tels que xylème et phloème) ; leur port dressé est donc dû à la turgescence et au support découlant de leur densité.
Ces bryophytes, malgré une taille individuellement modeste, sont à l'origine de la formation de millions d'hectares-type de tourbières par lente accumulation de leur matière organique. Les sphaignes ont une croissance indéterminée par leur extrémité apicale alors qu'elles meurent par leur base. Lorsque la production de biomasse végétale est supérieure à sa décomposition à la base, il y a accumulation de la matière organique. Les parties mortes, à la base des coussins, constituent la tourbe. Elles peuvent ainsi considérablement modifier les paysages et la biodiversité locale en allongeant le cycle de l'eau, en changeant le micro-climat voire le climat régional dans le cas des très grandes tourbières et en sélectionnant la flore et la faune selon un gradient calcicole – calcifuge[10].
Dans de bonnes conditions, les sphaignes s'allongent rapidement (environ 3 cm par an[réf. souhaitée]).
La structure cellulaire de la Sphaigne permet une très forte rétention d’eau : un tapis de sphaigne qui pèserait 10 kg à l’état sec peut pomper jusqu’à 720 à 770 litres d’eau[11].
Les sphaignes possèdent une grande capacité d'échange cationique, c'est-à-dire qu'elles sont efficaces pour absorber les sels minéraux présents dans le milieu (Ca+, Mg+, K+, Na+) par des échanges avec des protons H+. Ce phénomène leur permet l'absorption efficace des éléments nutritifs[12],[13].
En sécrétant des protons, la sphaignes abaissent le pH et contribuent à l'acidité des tourbières.
État des populations, pressions, menaces |
Dans la plupart des pays, les tourbières à sphaignes sont en régression, et de manière générale, dans les pays industriels ou très cultivés, le nombre d'espèces de bryophytes (mousses) diminue[14].
Plusieurs menaces concernent les tourbières et leurs espèces :
- Comme toutes les plantes de tourbières et les tourbières et autres zones humides, les sphaignes sont vulnérables au drainage, et localement à une hausse de la température (changement de climat ou incendies). Une tourbière asséchée se minéralise et peut brûler.
- Les sphaignes s'installent souvent sur des milieux devenus oligotrophes par lessivage des nutriments superficiels. Elles sont sensibles aux apports de certains nutriments (amendements calciques notamment) et sont - fréquemment dans les pays industriels et cultivés - confrontés à l'eutrophisation générale des milieux due à l'azote issue des engrais agricoles notamment)[15],[16]. Cet azote peut être apporté par le ruissellement à partir des cultures voisines ou du bassin versant, ou provenir de la pluie polluée par de l'azote aéroporté[17]. L'azote est un nutriment indispensable pour les plantes, mais écotoxique au-delà d'une certaine quantité, y compris au niveau cellulaire[18].
De nombreuses études ont mis en évidence les dégâts faits par les dépôts d'azote aéroporté sur des plantes supérieures cultivées, mais aussi sur les lichens, les mousses et certaines algues vertes, (plutôt dans ces trois cas à proximité de lieux d'émissions), mais avec des effets dont les causes et explications peuvent être brouillées par des synergies avec d'autres polluants (SO2 et ozone notamment).
Des opérations de restauration écologique et de gestion restauratoire de tourbières à sphaignes sont tentées, avec des succès et des échecs, dans de nombreuses tourbières en raison des services qu'elles rendent pour l'eau et de la biodiversité qu'elles abritent[19].
Autres utilisations |
Les sphaignes sont parfois utilisées en lieu et place de la tourbe blonde pour fabriquer l'hypertufa.
La sphaigne est aussi utilisée pour la réalisation de structures végétales, toitures ou murs végétaux ainsi que pour la culture de plantes carnivores. Des entreprises spécialisées[20] utilisent plus particulièrement la sphaigne du Chili, extraite sur l'île de Chiloé et possédant des propriétés intéressantes pour la culture des plantes à la verticale.
Liste d'espèces |
Sphagnum fimbriatum concinnum (Berggr.) Warnst.
Sphagnum fimbriatum fimbriatum Wils. in Wils. et Hook. f. in Hook. f.
Sphagnum flexuosum flexuosum Dozy et Molk.
Sphagnum flexuosum ramosissimum Andrus
Sphagnum junghuhnianum pseudomolle (Warnst.) Warnst.
Sphagnum macrophyllum burinense Maass
Sphagnum macrophyllum floridanum Aust.
Sphagnum macrophyllum macrophyllum Brid.
Sphagnum subsecundum andrusii Crum
Sphagnum subsecundum subsecundum Nees in Sturm
Sphagnum affine Ren. et Card.
Sphagnum andersonianum Andrus
Sphagnum angermanicum Melin
Sphagnum angustifolium (C. Jens. ex Russ.) C. Jens. in Tolf
Sphagnum annulatum H. Lindb. ex Warnst.
Sphagnum aongstroemii Hartm.
Sphagnum arcticum Flatb. et Frisv.
Sphagnum austinii Sull. in Aust.
Sphagnum balticum (Russ.) C. Jens.
Sphagnum bartlettianum Warnst.
Sphagnum capillifolium (Ehrh.) Hedw.
Sphagnum carolinianum Andrus
Sphagnum centrale C. Jens. in Arnell et C. Jens.
Sphagnum compactum DC. in Lam. et DC.
Sphagnum contortum Schultz
Sphagnum cuspidatum Ehrh. ex Hoffm.
Sphagnum cyclophyllum Sull. et Lesq. in Sull. in Gray
Sphagnum denticulatum Brid.
Sphagnum fallax (Klinggr.) Klinggr.
Sphagnum fimbriatum Wils. in Wils. et Hook. f. in Hook. f.
Sphagnum fitzgeraldi Ren. Ex Lesq. et James
Sphagnum fitzgeraldii Ren. in Lesq. et James
Sphagnum flavicomans (Card.) Warnst.
Sphagnum flexuosum Dozy et Molk.
Sphagnum fuscum (Schimp.) Klinggr.
Sphagnum girgensohnii Russ.
Sphagnum henryense Warnst.
Sphagnum imbricatum Hornsch. Ex Russ.
Sphagnum inundatum Russ.
Sphagnum jensenii H. Lindb.
Sphagnum junghuhnianum Dozy et Molk.
Sphagnum lenense H. Lindb. in Pohle
Sphagnum lescurii Sull. in Gray
Sphagnum lindbergii Schimp. in Lindb.
Sphagnum macrophyllum Brid.
Sphagnum magellanicum Brid.
Sphagnum majus (Russ.) C. Jens.
Sphagnum mendocinum Sull. et Lesq. in Sull.
Sphagnum mississippiense Andrus
Sphagnum molle Sull.
Sphagnum nitidum Warnst.
Sphagnum obtusum Warnst.
Sphagnum orientale Sav.-Ljub.
Sphagnum pacificum Flatb.
Sphagnum palustre L.
Sphagnum papillosum Lindb.
Sphagnum perichaetiale Hampe
Sphagnum platyphyllum (Lindb. ex Braithw.) Sull. ex Warnst.
Sphagnum portoricense Hampe
Sphagnum portoricensis Hampe
Sphagnum pulchrum (Lindb. ex Braithw.) Warnst.
Sphagnum pylaesii Brid.
Sphagnum quinquefarium (Lindb. ex Braithw.) Warnst.
Sphagnum recurvum P. Beauv.
Sphagnum riparium Ångstr.
Sphagnum rubellum Wils.
Sphagnum rubroflexuosum Andrus
Sphagnum russowii Warnst.
Sphagnum schofieldii Crum
Sphagnum splendens Maass
Sphagnum squarrosum Crome
Sphagnum steerei Andrus
Sphagnum strictum Sull.
Sphagnum subnitens Russ. et Warnst. in Warnst.
Sphagnum subobesum Warnst.
Sphagnum subsecundum Nees in Sturm
Sphagnum subtile (Russ.) Warnst.
Sphagnum tenellum (Brid.) Bory
Sphagnum tenerum Sull. et Lesq. in Sull. in Gray
Sphagnum teres (Schimp.) Ångstr. in Hartm.
Sphagnum torreyana Sull.
Sphagnum torreyanum Sull.
Sphagnum trinitense C. Muell.
Sphagnum viridum Flatb.
Sphagnum warnstorfii Russ.
Sphagnum wilfii Crum
Sphagnum wulfianum Girg.
Voir aussi |
Articles connexes |
- Tourbière
Liens externes |
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Extrait des Annales Botanici Fennici. Avril 2006 (en)
Sphagnaceae |
- (en) Référence Flora of North America : Sphagnaceae
- (en) Référence Moss Flora of China : Sphagnaceae
- (en) Référence FloraBase (Australie-Occidentale) : classification Sphagnaceae
- (fr) Référence Catalogue of Life : Sphagnaceae
- (fr+en) Référence ITIS : Sphagnaceae ( )
- (en) Référence NCBI : Sphagnaceae
Sphagnum |
- (en) Référence Flora of North America : Sphagnum
- (en) Référence Moss Flora of China : Sphagnum
- (en) Référence FloraBase (Australie-Occidentale) : classification Sphagnum
- (fr+en) Référence ITIS : Sphagnum L. ( )
- (en) Référence NCBI : Sphagnum
Notes et références |
Erwin Dominguez & Nelson Bahamonde (2013), Gavilea araucana (Phil.) M. N. Correea : first record of an orchide for Chile on Sphagnum peatland in Magallanes ; Biodiversity Journal 2013, 4(1):125-128
(en) Référence NCBI : Sphagnopsida
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Phénomène rare pour une plante non vasculaire qui ne peut pousser suffisamment haut.
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De Graaf MCC. 2000. Exploring the calcicole – calcifuge gradient in heathlands. PhD Thesis, University of Nijmegen, the Netherlands
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(en) J.M. Glime, R.G. Wetzel et B.J. Kennedy, « The effects of bryophyte on succession from alkaline marsh to Sphagnum bog », American Midland Naturalist, vol. 108, octobre 1982, p. 209-223 (lire en ligne)
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comme Vertikaldesign ou Cerise
Bibliographie |
- De Boer W, Kowalchuk GA. (2001) Nitrification in acid soils: micro-organisms and mechanisms. Soil Biology and Biochemistry 33: 853–866 (résumé).
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