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To investigate the effect of changes in mechanical loading conditions on radial anatomical patterns, we here compare the trunk with the roots in two locations of three species of buttressed trees. The proximal part of the buttress roots is highly mechanically loaded throughout juvenile growth whereas the distal part of the buttresses is though to be mechanically unimportant at formation but become progressively more mechanically loaded during growth. We measured the frequency and diameter of the vessels and the vessel area fraction, and from this calculated the specific conductivity of tissue samples of the core-, intermediate- and outer wood. As in previous studies there was an increase in vessel size, vessel area fraction and specific conductivity from the pith to the bark in the trunk. In the proximal part of the buttress roots, however, there was no increase in vessel size and conductivity from core wood and out in agreement with the high mechanical loading found here throughout growth. There was instead a decrease in vessel size, vessel area fraction and specific conductivity from core- to outer wood in the distal part of the buttress roots in accordance with the increase in mechanical loading. Hence, it appears that the radial anatomical patterns are not a passive function of cambial ageing but may be modified in response to local mechanical loading.

One of the components of shade tolerance resides in the ability of saplings to reduce carbon loss by minimising respiratory and by optimising light interception and photosynthesis. Thus it must exist a compromise between the reduction in respiratory losses, increase in photosynthetic activity and development of their assimilatory area. We were interested more particularly in modulation of the cost associated to leaf area renewal (leaves and various structures necessary to their deployment) and we therefore characterized biochemical (construction cost, biochemical composition) and morphological (specific leaf area, biomass allocation) features which explain the interspecific differences and the plasticity of this cost. The study was done in situ on saplings sampled in a large range of light environments making it possible to characterize the interspecific variability and the plasticity of the cost associated to the leaf area renewal. The species selected were contrasted from the point of view of their temperament, their architecture and their foliar morphology: nine species were selected in temperate forest (Moselle) and three in tropical forest (French Guyane). The light microclimate of each seedling was characterized by a numerical hemispherical photograph. The construction cost of each organ was calculated starting from its carbon content, and corroborated by its heat of combustion (microcalorimetry). We observed a large interspecific variability and a large plasticity of the cost associated to the leaf area renewal. These costs do not reflect the temperament of species but their plasticity shows that the most tolerant species are most plastic. This plasticity is more due to morphologicals changes of the specific leaf area than to biochemical changes., En sous-bois, la capacité des juvéniles installés à diminuer les pertes de carbone par respiration et à augmenter l’interception du rayonnement lumineux constitue une composante à part entière de leur aptitude à tolérer l’ombrage. Il doit donc exister un compromis entre la diminution des pertes respiratoires, l’augmentation de l’activité photosynthétique et le maintien de la surface assimilatrice. En s’intéressant plus particulièrement à la modulation du coût associé au déploiement des surfaces assimilatrices (feuilles et différentes structures nécessaires à leur déploiement) nous avons caractérisé les traits biochimiques (coût de construction, composition) et morphologiques (surface spécifique, allocation de biomasse) qui expliquent les différences interspécifiques et la plasticité de ce coût. Ce travail a été réalisé in situ sur des juvéniles installés dans des conditions d’ombrage plus ou moins intense permettant de caractériser la variabilité interspécifique et la plasticité du coût de mise en place de la surface assimilatrice. Les espèces retenues étaient contrastées du point de vue de leur tempérament, de leur architecture et de leur morphologie foliaire: neuf espèces ont été choisies en forêt tempérée (Moselle) et trois en forêt tropicale (Guyane française). Le microclimat lumineux de chaque plant a été caractérisé par une photographie hémisphérique numérique. Le coût de construction de chaque organe a été déterminé à partir de sa teneur en carbone, et corroboré par sa chaleur de combustion (microcalorimétrie). Nous observons une grande variabilité interspécifique et une forte plasticité du coût associé au déploiement de la surface assimilatrice. Ces coûts ne reflètent pas le tempérament des espèces, en revanche, leur plasticité montre que les espèces les plus tolérantes sont les plus plastiques. Cette plasticité est plus due à des modifications morphologiques de la surface spécifique des feuilles qu’à des modifications de leur contenu biochimiques.

Links between architectural stages of development (ASD), photosynthetic capacities and leaf characteristics in Tachigali melinonii (Caesalpiniaceae) were investigated in the tropical forest of French Guiana. Three ASD were sampled under three light conditions to elucidate the impact of ASD- and light-related changes on photosynthetic functional traits. Photosynthetic parameters (maximum rate in RubisCO carboxylation (Vcmax) and maximum rate of electron transport (Jmax) were estimated by adjusting a biochemical model (Farquhar et al., 1980) to response curves of CO2 assimilation rate to intercellular CO2 concentration, under saturated light. In addition, N and C foliar concentrations were analysed and N allocations to the carboxylation and bioenergetic processus of photosynthesis were calculated using the model of Niinemets and Tenhunen (1997). The variations in ecophysiological parameters observed were due to leaf anatomical and structural changes instead of changes in photosynthetic components, suggesting adjustments to light conditions. Tachigali melinonii thus appears to display morphological and anatomical plasticity at different ASDs and under different light conditions., Une espèce forestière de Guyane Française, Tachigali melinonii (Caesalipiniaceae), a été choisie afin de regarder la variation des traits fonctionnels relatifs à la photosynthèse en fonction de la disponibilité en lumière et en fonction de son stade de développement architectural. Du fait du tempérament de l'espèce vis-à-vis de la lumière de type «struggling gambler» (ombrage nécessaire aux jeunes stades puis développement en pleine lumière), trois stades clefs de développement parmi la séquence de différenciation de l'espèce ainsi que trois environnements lumineux ont été choisis. Les capacités photosynthétiques foliaires ont été estimées à partir de l'ajustement de paramètres du modèle biochimique de photosynthèse foliaire (Farquhar et al. 1980) sur des courbes de réponses de l'assimilation de CO² (A) à des concentrations intracellulaires en CO² (Ci) croissantes, en condition de lumière saturante. La vitesse maximale de carboxylation Vcmax et le flux maximal d'électrons photosynthétiques Jmax ont ainsi été estimés et ensuite reliés aux caractéristiques structurales foliaires, notamment la concentration en azote, en carbone ainsi qu'avec la densité et l’épaisseur. Les fractions d'azote allouées aux processus photosynthétiques de carboxylation et de bioénergétique ont été calculées. Des variations, dues à un effet du stade de développement sur les paramètres étudiés ainsi qu’à un effet de la quantité de lumière disponible, ont été constatées. Ces variations sont surtout liées à des ajustements anatomiques et structuraux foliaires et non à des modifications de l’appareil photosynthétique. Tachigali melinonii semble donc modifier ses caractéristiques structurales foliaires en fonction de son stade de développement, ce qui suppose un contrôle ontogénique partiel, et en fonction de la disponibilité en lumière.