Une première approche de la samare
Pour découvrir la samare, nous avons réalisé des observations. Nous avons émis des interrogations sur la morphologie du fruit, nous y avons répondu en effectuant des mesures au laboratoire du Lycée. Pour mieux comprendre la variété des caractéristiques de la samare, nous vous présentons :
- Notre découverte de samares de cinq espèces d'érables différentes.
- La définition de la samare selon le scientifique Henri Sandoz et nos recherches complémentaires.
- Notre étude sur les variations des composants de la samare.
Caractéristiques de la samare en fonction de l'espèce de l'arbre
Durant les vacances de la Toussaint, nous nous sommes rendus dans le village de montagne Roure où nous avons pu ramasser de nombreuses samares. Sur les lieux, nous avons observé les érables présents et les caractéristiques propres à chacun. A cette période de l'année, en octobre, les fruits ont atteint un stade de maturité suffisant pour permettre leur chute. Nous avons donc sélectionné nos samares à étudier directement sur le sol. Il y en avait cependant encore de nombreuses sur l'arbre.
Nous avons saisi différentes informations sur place : la hauteur estimée des érables, leurs noms latins ainsi que leurs noms courants. Vous pouvez ici découvrir quels arbres nous avons choisi pour une présélection des samares :
ERABLE SYCOMORE
ACER PSEUDOPLATANUS
Origine : Europe
Hauteur : 5,1 mètres
ERABLE D'OLIVER
ACER OLIVERIANUM
Origine : Chine
Hauteur : 1,3 mètres
ERABLE DE GROSSER
ACER GROSSERI
Origine : Chine centrale
Hauteur : 1,2 mètres
ERABLE A FEUILLES D'OBIER
ACER OPALUS
Origine : Europe
Hauteur : 5,5 mètres
ERABLE SYCOMORE
ACER PSEUDOPLATANUS
Origine : Europe, Asie
Hauteur: 3,5 mètres
ERABLE ROUGE
ACER RUBRUN
Origine : Europe, Nord des Etats-Unis
Hauteur : 6,5 mètres
Ainsi,
nous avons observé sept espèces d'érable différentes. Certains arbres n'étant pas assez âgés et mûrs, ils ne présentaient pas
de samares.
Il existe plus de 150 espèces d'érables
réparties principalement sur trois continents : l'Europe, l'Asie et
l'Amérique. Nous nous intéressons à celles que nous avons vues à l'arboretum.
Une présentation de la disamare
Qu'est-ce qu'une samare exactement ?
D'après la définition que nous a donnée le Docteur Henri Sandoz que nous avons contacté, une samare est un akène ailé, c'est-à-dire un fruit sec indéhiscent (qui ne s'ouvre pas à maturité) ne contenant qu'une seule graine et pourvu d'une aile qui est une expansion de la paroi carpellaire se développant pendant la maturation du fruit.
Les graines se forment au printemps et sont dispersées à l'automne. Les fruits sont appelés les samares. Ils sont rassemblés en grappes pendantes de 8 à 29 cm de long. Le nombre de samares dans une grappe varie de 4 à 34 avec une moyenne de 14.
Deux samares soudées à la base se séparent au moment de la dispersion en laissant le pédoncule sur l'arbre. La longueur des samares varie de 36 à 55 mm. Les ailes de chaque samare forment un angle de 60 à 90°. Chaque samare pleine contient une seule graine sans albumen de la taille d'un petit pois.
Chez les érables, les samares sont groupées par deux et on parle de disamares.
L'angle d'ouverture de la disamare varie selon l'espèce,
il présente un élément caractéristique permettant de mieux distinguer les espèces.
Les différences se remarquent également dans la matière du tronc (en feuillets ou non) et la forme des feuilles qui peuvent avoir 3 ou 5 lobes.
Nous
avons décidé de nous intéresser à chaque arbre afin de déterminer
par comparaison, si les chances de dissémination varient en fonction
de la forme, de la masse et de la taille du fruit. Les différences
remarquables entre les samares dont nous disposons permettent de faire varier
les facteurs. L'étude réalisée est ainsi complète.
A partir de quel moment nous intéressons-nous aux samares ?
Les graines se forment au printemps et mûrissent jusqu'en automne ; leurs ailes prennent alors une couleur
brun clair et les nervures une couleur brun foncé. Parvenues à maturité
les samares doubles se séparent au moment de la dispersion.
C'est à ce moment que l'aile, qui constitue un appendice, sert à la dissémination de la semence par le vent.
On parle d'anémochorie pour parler de dispersion par le vent.
Des graines différentes, une efficacité similaire
Nous avons en notre possession un panel de samares, possédant des caractéristiques visuelles différentes. Afin de vérifier les différences de masse, de taille et d'aire observées visuellement ainsi que dans le but de récolter des données qui pourront servir de base à l'étude physique de la chute, nous réalisons une série de mesure sur nos différentes samares. Ces données nous permettrons également de réaliser une première approche des samares.
On émet l'hypothèse que les samares ont, malgré leurs différences une certaine unité dans leurs proportions ainsi que dans la répartition des masses. Cette possible harmonie dans les proportions mettant en jeu les facteurs clefs de la chute (répartition des masses au sein de la graine, relation masse/aire) pourrait permettre aux samares issues de différentes espèces de présenter une efficacité semblable.
Matériel
Les mesures sont effectuées avec une balance de précision prêtée par le lycée. On obtient une précision de 10^-3 grammes. On utilise également un scalpel pour séparer les samares en différentes parties.
But
Obtenir des données précises qui nous permettront de valider ou non notre hypothèse.
Déroulement
Nous disposons des akènes de cinq espèces d'érable. Nous étudions les caractéristiques de quatre samares par espèce. Toutes espèces confondues, l'étude est menée sur 20 spécimens.
Pour chaque samare, on mesure :
- La longueur (cm).
- La masse de la graine seule.
- La masse de l'expansion membranaire (l'aile).
- La masse totale de l'akène.
- L'aire de l'aile.
On obtient le tableau suivant :
Les différences entre les samares sont clairement mises en évidence : on relève des contrastes élevés entre les différentes espèces. Par exemple, en moyenne la samare issue de l'érable rouge possède une masse 3,5 fois plus importante que la samare de l'érable d'Oliver .
Outre les mesures brutes, on calcule des rapports (masse graine/ masse totale ; masse graine/aile), afin de comparer les samares dans leurs proportions. On cherche en effet à mettre en évidence une proportionnalité dans la graine.
Ces rapports mettent en jeux les facteurs qui déterminent la chute, on cherche effectivement à démontrer que les samares possèdent la même efficacité.
Ainsi, on établit les rapports suivants :
- Le rapport masse graine/ masse totale, qui détermine la répartition du poids dans la graine.
- Le rapport masse graine seule/ aire aile sous-entend une possible relation entre l'aire de l'aile et la masse de la graine.
On observe que les rapports sont semblables, avec une variation de plus ou moins 6% due au fait que l'expérience a été menée sur une petite population de samares. En augmentant le nombre de sujets, on obtiendrait une répartition des données de type gaussienne. Les données s'affineraient, et on constaterait une densité de points plus élevée autour de la droite. Cette unité dans les rapports met en évidence la présence d'une proportionnalité dans les caractéristiques des samares. Or, les caractéristiques comparées nous paraissent jouer un rôle déterminant dans la chute de la samare. Ainsi on déduit de cette étude que toutes les samares devraient en théorie présenter une efficacité similaire.
