L'une des règles établies par Léonard de Vinci pour dessiner des arbres, appelée la "règle des arbres", a trouvé sa place dans les théories scientifiques sur la modélisation et le fonctionnement des arbres. Cependant, une nouvelle étude remet en cause cette règle multi-centenaire, ébranlant ainsi notre compréhension des structures internes des arbres.
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Le grand peintre et inventeur italien, Léonard de Vinci, s'était intéressé aux proportions des objets pour mieux les représenter en dessin. Sa "règle des arbres" stipulait que "la somme des branches d'un arbre à chaque étape de sa hauteur égale en épaisseur le tronc". Cette règle a été intégrée à la théorie du métabolisme en fonction de l'échelle, notamment en ce qui concerne les canaux vasculaires qui transportent l'eau à travers l'arbre.
Cependant, une étude récente des universités de Bangor au Royaume-Uni et de la Swedish University of Agricultural Sciences (SLU) conteste cette règle. Dr. Ruben Valbuena et Stuart Sopp, les chercheurs principaux, ont montré que pour que l'eau et les nutriments circulent efficacement de la racine à la pointe de la feuille, le système vasculaire doit maintenir une certaine résistance hydraulique.
Modèles de réseaux de ramifications, montrant comment le volume du réseau total (forme externe en noir) et le volume conducteur total (forme interne en rouge) changent avec des coefficients de conicité variables.
Quatre modèles de réseau sont présentés, montrant les différences entre (A) West et al, (B) Savage et al, (C) Rosell et Olson et (D) relations gMST de la morphologie des plantes. Les valeurs entourées de vert sont explicitement données comme des prémisses par les auteurs, tandis que les autres valeurs sont déduites.
Crédit: Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). En conséquence, les canaux vasculaires doivent avoir une certaine dimension pour maintenir cette résistance, ce qui invalide la "règle des arbres" de Da Vinci. Les scientifiques pensent que leur travail affinera la théorie du métabolisme en fonction de l'échelle et aidera à comprendre pourquoi les grands arbres sont plus sensibles à la sécheresse et plus vulnérables au changement climatique. Stuart Sopp, co-auteur de l'étude, précise que leur nouvelle formule permettra également d'estimer la biomasse et la capture de carbone des forêts à l'échelle mondiale.