Stockage optimal de carbone pendant la sécheresse

Résumé L'allocation de glucides non structuraux au stockage permet aux plantes de maintenir un pool de carbone en prévision d'un stress futur. Cependant, pour ce faire, les plantes doivent renoncer à l'utilisation du carbone pour la croissance, créant un compromis entre stockage et croissance. Il est possible que les plantes régulent activement le pool de stockage pour maximiser leur condition dans un environnement sujet au stress. Ici, nous tentons d'identifier les modèles de croissance et de stockage qui résulteraient pendant un stress de sécheresse sous l'hypothèse que les plantes régulent activement le stockage de carbone. Nous utilisons la théorie du contrôle optimal pour calculer l'allocation optimale au stockage et l'utilisation du carbone stocké sur une période unique de stress dû à la sécheresse. Nous examinons deux objectifs de fitness représentant des stratégies de vie alternatives : la priorisation de la croissance et la priorisation du stockage, ainsi que les stratégies intermédiaires à ces extrêmes. Nous constatons que le stockage de carbone optimal se compose de trois phases distinctes : « croissance », « stockage sans croissance » et la phase de « stress » où il n'y a pas de source de carbone. Cette trajectoire peut être définie par le moment où la plante passe de la croissance au stockage. Les plantes qui privilégient la croissance switchent plus tard et épuisent complètement leur carbone stocké pendant la période de stress, tandis que les plantes qui privilégient le stockage ne croissent pas ou switchent tôt dans la période de sécheresse. Le temps de basculement se produit presque toujours avant que l'eau du sol ne soit épuisée, ce qui signifie que la croissance s'arrête avant la photosynthèse. Nous concluons que l'observation courante d'un stockage de carbone croissant pendant la sécheresse pourrait être interprétée comme un processus actif qui optimise la performance des plantes pendant le stress.