Un arbre est une plante capable de se développer en hauteur grâce à une structure formant un tronc avec éventuellement des ramifications appelées branches. C'est une plante pérenne qui vit généralement de nombreuses années.
Au sens botanique, les arbres sont des plantes à bois véritable. Celui-ci, également appelé xylème secondaire, est produit par une rangée cellulaire, le cambium vasculaire, située sous l'écorce.
La genèse du bois est un processus répétitif qui dépose une couche nouvelle sur les précédentes. Le résultat est souvent visible sous la forme de cernes d'accroissement. On ne trouve de plantes à bois véritable, et donc d'arbres au sens strict, que chez les gymnospermes et les angiospermes dicotylédones.
Il existe d'autres types de plantes à bois véritable, mais les arbres s'en distinguent par des dimensions plus importantes (comparées à celles des arbustes) ou par la formation d'un tronc nettement individualisé (que ne possèdent pas les arbrisseaux) et porteur (alors que les lianes ligneuses doivent trouver un support pour s'élever).
Selon la fertilité du sol et au terme de leur croissance verticale, les arbres peuvent atteindre une certaine hauteur, qui est plus importante que celle des arbustes. Aucune définition universelle ne fixe de valeur absolue, mais des institutions comme la FAO considèrent qu'un arbre est une espèce capable dans de bonnes conditions de croissance de pousser au moins jusqu'à 5 m de hauteur. D'autres comme l'IFN fixent le seuil de définition à 7 m.
Le statut d'arbre est donné par le potentiel de l'espèce et non par la dimension d'un individu à un moment ou à un endroit donné. Ainsi un chêne de trois ans de 1,50 m seulement est un jeune arbre et non pas un arbuste. De même un vieux pin rabougri accroché au sol squelettique d'une crête battue par les vents est un arbre nanifié et non pas un arbuste.
En écologie, on assimile aux arbres diverses plantes arborescentes, comme les palmiers, les dragonniers, etc. ayant développé un tronc dur, ramifié ou non, mais qui n'est pas composé de bois véritable. Une feuille de raphia atteint jusqu'à 25 m par 4 m.
Le développement en hauteur et la ramification des branches permettent aux arbres d'augmenter leur capacité d'exploitation de l'espace aérien. La position des feuilles sur plusieurs niveaux permet à l'arbre de multiplier la surface d'échange pour la photosynthèse.
Les premiers arbres sont apparus sur Terre il y a environ 375 millions d'années, au Dévonien. Il s'agissait, tel l’Archaeopteris, d'ancêtres des conifères actuels.
Les formations végétales dominées par des arbres poussant les uns à côté des autres sont des forêts, mais les arbres peuvent aussi croître de manière plus ou moins isolée hors des forêts.
Les arbres jouent un rôle majeur dans le fonctionnement écologique terrestre, en raison de leur capacité à stocker le carbone, à prendre une part active dans le cycle de l'eau et de manière générale à constituer les écosystèmes complexes que sont les forêts, sources et refuges de biodiversité.
Ils constituent aussi pour les sociétés humaines une ressource considérable de matériaux (principalement du bois), de denrées (notamment des fruits alimentaires) et de multiples services. Ils occupent dans presque toutes les cultures du monde une place réelle et symbolique importante.
Physiologie
Morphologie générale
Le « tronc » des dragoniers (dracaena draco) ne présente pas d'anneau concentrique ce qui rend difficile voir impossible d'évaluer l'âge multi-séculaire de certains spécimen.
Port caractéristique d'arbres isolés des lattitudes tempérées dont les branches basses sont broutées par des herbivores, ici des tilleuls (Tilia cordata).
Un arbre est généralement composé de racines, d'un ou plusieurs troncs principaux et de ramifications appelées branches.
Le tronc est unique mais parfois, suite à un accident de croissance, qu'il se dédouble ou qu'il soit fourchu. La sylviculture en taillis, qui coupe les arbres et laisser les souches bourgeonner donne notamment des troncs multiples appelés « cépées ».
La partie basale du tronc qui est dégarnie de branches forme le fût.
L'ensemble des branches forme le houppier.
La plupart des arbres possèdent des feuilles chargées d'assurer la photosynthèse et l'essentiel des échanges gazeux.
Quelques espèces ont cependant, à la place des feuilles, d'autres organes qui peuvent leur ressembler et qui assurent les mêmes fonctions : certains acacias portent des phyllodes qui sont des pétioles transformés, certains euphorbes arborescents ont des rameaux nus chlorophylliens, les aiguilles des pins sont des pseudophylles (des fausses feuilles de formation secondaire) et les filaos possèdent des extrémités ressemblant à des tiges de prêles. En revanche, les aiguilles des sapins sont de vraies feuilles... en forme d'aiguilles.
À la surface des troncs apparaissent quelquefois aussi des « épicormiques » : bourgeons, amas, pousses épicormiques (poils, gourmands et branches gourmandes), picots, sphéroblastes et broussins ; ceux-ci apparaissent à partir de stimuli (lumière, blessures, infections, tensions, etc.) et évoluent avec l'âge de l'arbre et selon l'essence considérée[1].
Le bois
voir aussi l'article bois
Le bois est principalement constitué de vaisseaux.
Maladies et déformations
Souvent après un stress important (sécheresse, attaque parasitaire) les feuillus peuvent subir d'importantes défoliations et mortalité de branches du houppier. L'arbre y survit souvent. On parle de descente de cime pour décrire ce phénomène.
Les feuilles de l'arbre permettent de produire, par photosynthèse, cellulose, hémicellulose et lignine.
En 2007, une équipe de biologistes de l'Université Blaise Pascal a étudié le redressement des arbres en munissant ceux-ci d'innombrables capteurs et les a ainsi placé dans un champ magnétique. Les chercheurs ont ainsi pu suivre en 3D l'évolution de la croissance de leurs arbres plantés en biais. Des cellules ont été identifiées comme ayant un rôle de niveau à bulle, ceci grâce à l'utilisation d'agrégats de glycogène comme indicateurs de niveau.
Évolution et classification
Bois fossilisé trouvé au Brésil
L'invention du vaisseau conducteur de sèves au cours de l'évolution du règne végétal a permis à certains groupes de plantes de prendre de la hauteur… La taille de l'arbre est permise par la vascularisation de ses organes aériens et souterrains. Ainsi, progressivement, est-on passé des mousses (sans vaisseaux) aux plantes herbacées puis de milliers en milliers d'années d'abord aux conifères (gymnospermes) puis aux arbres angiospermes.
Il y a 10 000 ans l'ère glaciaire du Pléistocène prend fin. Les glaciers disparaissent laissant la place aux premiers arbres colonisateurs de terres, les conifères, groupe de plantes réputé comme moins évolué par rapport aux arbres du groupe des plantes à fleurs.
Gymnospermes
Icône de détail Article détaillé : Gymnospermes.
Ce sont les plus anciens. Ce groupe (majoritairement monoïque) développe des ovules nus simplement protégés par des écailles. La pollinisation se fait grâce au vent ou à la simple gravité, leur dissémination pouvant être favorisée par certains primates (macaques), rongeurs (écureuils) et certaines espèces d'oiseaux spécialisées dans l'extraction de ces graines (becs croisés).
Communément, ces arbres sont appelés "conifères" car la plupart produisent des fruits en forme de cône, aussi appelés pommes de pin ou pives ; également qualifiés de "résineux" car la plupart produisent de la résine, substance chimique complexe qui permet à l'arbre la cicatrisation des plaies, la lutte contre certaines attaques de parasites (cette résine est ainsi à son tour utilisée par des insectes: abeilles, fourmis, comme agent désinfectant dans leurs colonies).
Ce groupe fut en voie de régression au sens de l'évolution puisqu'il dût céder nombre de niche écologiques au groupe des angiospermes. La maturation des graines gymnospermes est longue, allant de quelques mois à plusieurs années (pins: 2 à 3 ans).
Angiospermes
Icône de détail Article détaillé : Angiospermes.
Apparu plus récemment, ce groupe d'arbres est considéré comme plus évolué. Dans leur mode de sexualité, les angiospermes ont développé une stratégie différente et plus économique en pollen, donc en énergie. Une co-évolution avec les insectes permet une pollinisation plus raisonnée.
Les plantes protègent les ovules par des membranes, l'ensemble formant le fruit. Celui-ci peut être une baie, une drupe, un akène…
Communément, ces arbres sont appelés les feuillus.
Ce groupe est en pleine expansion au sens de l'évolution.
On a donc vu se succéder d'abord les conifères comme le pin, puis les premiers feuillus colonisateurs comme le bouleau suivi du noisetier, de l'aulne, du frêne et du chêne qui devient l'espèce dominante en plaine alors que l'épicéa triomphe en montagne.
A partir de 2000 ans avant JC, la température baisse à nouveau. Le hêtre qui a besoin de moins de chaleur que le chêne devient alors le feuillu dominant. En montagne, le sapin, le mélèze et le pin cembro rejoignent l'épicéa.
Records
Taille
Les records actuels des plus grandes hauteurs atteintes par des arbres sont détenus par des séquoias à feuilles d'if (Sequoia sempervirens) en Californie. L'individu le plus haut mesure 115,55 m, il a été baptisé Hyperion. Néanmoins c'est un Eucalyptus qui détient le record historique de hauteur avec approximativement 135 mètres.