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Évaluation et Rapport de situation du COSEPAC sur le chardon de Pitcher (Cirsium pitcheri) au Canada - Mise à jour

Biologie générale

Le cycle vital du Cirsium pitcheri est illustré à la figure 3. La plante, vivace et monocarpique, produit d’abord une rosette de feuilles et peut pousser à l’état végétatif pendant de 3 à 11 années avant de fleurir puis mourir (Loveless et Hamrick, 1988; McEachern, 1992). Chez les vivaces monocarpiques, le déclenchement tardif de la reproduction présente deux avantages : i) il augmente la probabilité de floraison; ii) il favorise la production de graines. Par contre, cette reproduction tardive augmente le risque de mortalité pendant le long stade juvénile, ralentit la croissance de la population en raison du faible taux de colonisation et d’établissement, et augmente le temps de rétablissement en cas de catastrophe. L’espèce est principalement allogame, mais l’autopollinisation à l’intérieur d’un même capitule est possible (Loveless, 1984). Une comparaison génétique de 21 sous-populations duC. pitcheri a montré que l’espèce possède une faible diversité génétique et est probablement issue duCirsium canescens, espèce fréquente dans les collines de sable du Nebraska (Louda et Potvin, 1995).

Dispersion

Les akènes (figure 4a), que nous appellerons « graines » dans le présent document, arrivent à maturité vers la fin de l’été et peuvent être dispersés individuellement par le vent, aidés en cela par leur aigrette peu solidement attachée, ou tomber au sol, avec l’ensemble de l’inflorescence et de la plante, vers la fin de l’automne (figure 3). Les graines atterrissent normalement à moins de 4 m de la plante qui les produit (Bowles et al., 1993).

Figure 3. Cycle vital du Cirsium pitcheri, depuis la graine jusqu’à la dispersion des graines de la génération suivante

Figure 3. Cycle vital du Cirsium pitcheri, depuis la graine jusqu’à la dispersion des graines de la génération suivante.

Poids des graines 

Le poids moyen des graines présentait des différences appréciables dans les diverses populations. Les graines étaient plus lourdes à Pinery (12,5 mg; fourchette de 7 à 19 mg) qu’à Inverhuron (11,5 mg; de 6,5 à 18 mg) et à la baie Providence (7,1 mg; 5,8 à 11,5 mg).

Dormance des graines (Chen et Maun, 1998)

Si on enlève le tégument séminal, on peut constater la présence d’un embryon bien développé (figure 4b). La germination est épigée, et la plantule porte une paire de cotylédons vert pâle (figure 4d). Au stade juvénile, les feuilles pleinement développées sont pinnatipartites (figure 4c), chaque lobe se terminant par une épine. Au stade de la floraison, la rosette produit une mince tige tomenteuse pouvant atteindre une hauteur de 1 m (figure 4e) et portant de 2 à 125 capitules couleur crème (figure 4f). La solidité du tégument séminal et la présence de composés inhibiteurs dans ce tégument confèrent à la graine une dormance innée, et la germination exige des conditions très précises. Pour obtenir un taux de germination élevé, il faut d’abord faire subir aux graines un traitement consistant à enlever mécaniquement le tégument ou à y pratiquer une encoche au niveau de la radicule ou de l’extrémité cotylédonaire. Les graines ainsi traitées peuvent germer tant que la température se situe entre 15 et 30 °C, mais le plus fort taux de germination s’obtient aux températures supérieures à 20 °C. Dans les conditions naturelles, la germination a lieu au printemps, après que les graines aient passé un hiver et aient subi une stratification et une scarification résultant du gel et du dégel du substrat. 

Enfouissement des graines et germination 

Le taux de germination des graines et le taux de levée des plantules présentaient une corrélation négative avec les profondeurs d’enfouissement de 2, 4, 6, 8, 10 et 12 cm employées par Chen et Maun (1999). Des plantules levaient à partir de graines enfouies jusqu’à 6 cm de profondeur, mais le plus grand nombre de plantules était obtenu à partir des graines enfouies à 2 cm. Une profondeur d’enfouissement excessive nuit donc à la levée des plantules.

Établissement des semis

Une analyse de la répartition des classes de taille dans les populations, fondée sur le nombre de feuilles par plante, a permis de constater que les populations de C. pitcheri sont dominées par les semis de l’année. Chez ces semis, le taux maximum de mortalité survient en été, particulièrement en juin et en juillet. Le taux de mortalité des semis dans les différentes parcelles établies par D’Ulisse et Maun (1996) était de 11 à 90 % en 1993 et de 0 à 70 % en 1994. Le taux d’établissement des semis en terrain perturbé durant leur première année de vie est donc semblable à celui de bisannuelles poussant dans les dunes de sable. La fréquence relative des sujets juvéniles des diverses classes de taille diminuait graduellement depuis les tailles les plus faibles jusqu’aux tailles les plus fortes, ce qui semble indiquer que des épisodes de mortalité importants surviennent durant les 3 à 11 années que dure le stade juvénile de la plante. La prédation par les herbivores, le piétinement, l’enfouissement excessif, les températures hivernales extrêmement basses et l’érosion des sables constituent les principales causes de mortalité.

Formation des graines dans les capitules

Dans les capitules, environ 70 % des graines pesaient moins de 2 mg et ne renfermaient pas d’embryon. Le reste (30 %) était constitué de graines bien remplies. Le nombre de fleurs par capitule présentait une corrélation positive avec le diamètre du capitule. Une relation semblable, bien que moins marquée, a été observée entre le nombre de graines et le diamètre du capitule. À Pinery, en 1993, 9 % des capitules étaient déjà ouverts le 21 juin, et la dispersion des graines a commencé le 8 juillet. À Inverhuron, la dispersion des graines a débuté le 22 juillet (capitules situés au sommet des plantes). Le nombre de capitules par plante en fleurs était de 4 à 30, et le nombre de graines remplies par plante était d’environ 200 à 400.

Figure 4.  Photographies du Cirsium pitcheri depuis la graine jusqu’à la floraison

Figure 4.  Photographies du Cirsium pitcheri depuis la graine jusqu’à la floraison.

Probabilités de transition

D’Ulisse et Maun (1996) ont établi les probabilités de transition chez la population de Pinery, à partir des données de deux saisons d’échantillonnage couvrant la période d’août 1993 à juin 1995. Ils ont utilisé comme indicateur de la taille des plantes la longueur de la feuille la plus longue. La probabilité de floraison une année donnée s’est avérée liée à la taille de la plante (indiquée par la longueur de la feuille la plus longue) durant l’été précédent. En effet, les plantes qui avaient les feuilles les plus longues avaient plus de chances de fleurir que celles qui avaient des feuilles plus courtes. Par contre, la probabilité de mortalité était plus élevée dans les classes correspondant aux tailles les plus petites pour les périodes de transition allant d’août à juin, et aucune mortalité n’est survenue dans le cas des classes correspondant aux tailles de plus de 20 cm.