Hydrilla (Esthwaite Waterweed, waterthyme pour les anglophones) est un genre de plantes aquatiques souvent traité comme ne contenant qu'une seule espèce (Hydrilla verticillata), bien que certains botanistes y rangent plusieurs autres espèces ou considèrent qu'il existe des variants bien marqués.
Depuis qu'elle a été introduite en Amérique du Nord, cette espèce y est devenue l'une des plus invasives pour les eaux douces libres et certaines zones humides.
Elle résiste temporairement bien aux apports d'eaux saumâtres.
Taxonomie Ce genre a été révisé par Cook & Lüönd en 1982 avec description complète du genre, clé de détermination, liste de synonymes avec typifications, mise à jour des cartes de répartition, illustrations. Ce travail a aussi été l'occasion d'apport d'informations nouvelles sur l'écologie, la biologie florale, l'anatomie, l'embryologie, les chromosomes, la génétique, la variation. Il a été accompagné d'une bibliographie.
Hydrilla est actuellement considéré comme monotypique (c'est-à-dire ne contenant qu'une seule espèce, mais cette seule espèce (H. verticillata (L. fil.) Royle) présente d'importantes variations génétiques et montre des différenciations morphologiques, physiologiques et caryologiques encore mal définies. Le semble être situé en Asie tropicaleCook, C. D., & Lüönd, R. (1982). A revision of the genus Hydrilla (Hydrocharitaceae). Aquatic Botany, 13, 485-504 (résumé).
Étymologie Le nom anglophone d’« Esthwaite Waterweed » provient du fait que la plante était plus présente dans les Esthwaite Water du nord-ouest de l'Angleterre, seul site anglais où on la pense native (mais maintenant présumée éteinte, car non revue depuis 1941, peut être pour tout ou partie en raison du changement climatiqueEnvironmental Change Network: Esthwaite Water).
Synonymie Hydrilla verticillata a aussi été nommée H. asiatica, H. japonica, H. lithuanica, et H. ovalifolica.
Habitats, origine et répartition L'espèce (ou les espèces selon les botanistes considérés) de ce genre vivent dans les eaux originellement chaudes (tropicales) mais diverses souches se sont adaptées à des eaux plus tièdes, oligotrophes à eutrophes, et en supportant une grande variété de pH bien que le pH neutre (7) semble être optimal pour la croissance de la planteSteward K.K (1991) Growth of various hydrilla races in waters of differing pH. Florida Scientist 54:117-125. La moitié de sa biomasse occupe généralement les 50 premiers cm de la colonne d'eau, les plus ensoleillés.
Ce genre est natif de l'ancien monde (Asie, Europe, Afrique et AustralieAustralian Ocean Biogeographic Information System (OBIS Australia) : Interim Register of Marine and Nonmarine Genera. consulté via https://www.gbif.org/species/107105553 le 2015-08-20), avec des populations actuellement éparpillées et clairsemées ; en Europe, ce genre a été rapporté (comme peut-être natif ?) en Irlande, en Grande-Bretagne, en Allemagne et dans les États baltes. En Australie il est cité dans le Territoire du Nord, le Queensland et la Nouvelle-Galles du SudFlora Europaea: HydrillaAustralian Plant Name Index: Hydrilla En Asie, il est présent en Asie du Sud-estFlora of Taiwan: Hydrilla.
Éléments de description
Les tiges mesurent jusqu'à 1 à 2 m de long ; Les feuilles sont disposées en verticilles, de deux à huit autour de la tige, chaque feuille mesurant de 5 à 20 mm de long et de 0,7 à 2 mm de large, avec des dentelures ou de petites épines bien visibles le long des bords de chaque feuille ; la nervure centrale de la feuille est souvent rouge quand elle est jeune ; Certaines cellules contiennent une bulle de gaz, ce qui permet à la plante de se tenir dressée dans la colonne d'eau.
Biologie Ce genre montre une résistance élevée aux augmentations passagères de salinité (comparé à la plupart des autres espèces de plantes aquatiques d'eau douceHaller W.T, Sutton D.L & Barlowe W.C (1974), Effects of salinity on growth of several aquatic macrophytes. Ecology 55(4):891-894).
Reproduction : Ce genre se reproduit principalement de manière végétative, par la fragmentation et via fragmentation des rhizomes et par turions (durant l'hivernage)Langeland, K. A. and D. L. Sutton (1980) Regrowth of hydrilla from axillary buds. J. Aquat. Plant Manage. 18:27-29. Les fleurs ne sont que rarement aperçues car petites et surtout parce que les hydrilla sont habituellement monoïque. Mais ces plantes font parfois preuves d'une reproduction sexuée dioïque avec des fleurs mâles et femelles produites séparément sur un même piedRyan F.J., Coley C.R & Kay SH (1995). Coexistence of monoecious and dioecious hydrilla in Lake Gaston, North Carolina and Virginia. J. Aquat. Plant Manage. 33:8-12 (Ainsi, des graines viables produites par cette espèce ont été trouvées dans les lacs de Caroline du NordLangeland, K. A. and C. B. Smith. 1984. Hydrilla produces viable seed in North Carolina lakes. Aquatics 6:20-22); Les fleurs sont petites, avec trois sépales et trois pétales. Les pétales mesurent 3 à 5 mm de long, sont transparent avec des stries rougeFlora of NW Europe: Hydrilla verticillata Blamey, M. & Grey-Wilson, C. (1989). Flora of Britain and Northern Europe. Huxley, A., ed. (1992). New RHS Dictionary of Gardening. Macmillan ..
En Inde, Sir Jagadish Chandra Bose (1858–1937), pionnier de la physiologie végétale et considéré comme s'est intéressé à cette plante. Grâce à des instruments de mesure qu'il a inventé pour ses besoins, a découvert la nature électrique de la conduction de réactions à divers stimuli chez les plantes. Pour étudier l'assimilation du carbone par la plante, il a inventé un appareil enregistrant l'intensité de la photosynthèse (évaluée par l'évolution de l'oxygène produit par une plante) ; et il a dans ce cadre étudié Hydrilla verticillata, découvrant au passage, le premier, une voie de fixation du carbone particulière, inhabituellement efficiente : en été hydrilla utilisait mieux la lumière et de fixait plus de CO2, en utilisant le malate comme source de CO2 plutôt qu'en basant leur métabolisme sur l'acide crasulacéen (CAM, pour Crassulacean acid metabolism) ; on montrera ensuite que d'autre types de plantes dites plantes en C4 fonctionnent ainsi, ce qui leur permet de croître plus rapidement.
Écologie Hydrilla verticillata a montré hors de son aire naturelle de répartition de grande capacité d'adaptation.
Elle peut notamment éliminer des plantes concurrentes dans leur milieu, par allélopathie, c'est-à-dire en produisant et libérant dans l'eau ou le substrat des composés phytotoxiques pour d'autres plantes plantes telles que Ceratophyllum demersum et C. muricatum .
Statuts de plante invasive Introduction Hydrilla est considérée comme naturalisée et invasive aux États-Unis après qu'elle a été introduite dans l'environnement dans les années 1950 et 1960 très probablement à partir d'aquariums et se soit répandue dans les canaux et chenaux et fossés de drainage de Floride alors que le commerce aquariophile était en pleine croissance.
Ces plantes ont rapidement colonisé de vastes étendues d'eau dans une partie des États-Unis (Californie et sud-Est du pays du Connecticut au Texas Flora of North America: Hydrilla verticillata, et au Canada. Hydrilla est très avantagé par le fait qu'il peut se propager efficacement à la fois via ses tubercules et via ses turions.
Les tubercules sont en partie responsables des hautes capacités d'adaptation de ce genre, car ils peuvent rester vivants et en sommeil plusieurs années, et ils résistent aux eaux saumâtres ce qui rend particulièrement difficile l'éradication de l'espèce des cours d'eau et des zones estuariennes.
Certains auteurs comme Kenneth A. LangelandAgronomy Department, Center for Aquatic Plants University of Florida, Institute of Food and Agricu ltural Sciences Gainesville (Floride) l'ont présenté comme un exemple de Langeland, K. A. (1996). Hydrilla verticillata (LF) Royle (Hydrocharitaceae), " The Perfect Aquatic Weed". Castanea, 293-304.
Histoire des invasions Dans les années 1990 le contrôle et la gestion de ses pullulations coutait déjà chaque année des millions de dollars aux collectivités touchées .
Plus précisément, une société commercialisant des produits aquariophiles s'est fait expédier en Floride des Hydrilla vivantes en provenance du Sri Lanka sous le nom commun "Indian star-vine". Après avoir jugé ces plantes satisfaisantes, l'entreprise les aurait volontairement jetées dans un canal près de Tampa Bay afin qu'elles s'y reproduisent pour pouvoir être vendues. Mais les plants introduits ont prospéré puis pullulé de manière incontrôlable. Les botanistes et riverains croient d'abord voir là (en Floride) des élodéesBlackburn, R. D., Weldon, L. W., Yeo, R. R., & Taylor, T. M. (1969). Identification and distribution of certain similar-appearing submersed aquatic weeds in Florida. Hyacinth Control J, 8(1), 17-21, puis l'on se rend compte à la fin des années 1960 qu'il s'agit d'une espèce introduite. En 1955, ces plantes s'étaient déjà frayé un chemin de Tampa à Miami et étaient transportées pour la vente et la mise en culture commerciale. D'autres lâchers dans le milieu naturel ont probablement eu lieu, qui expliqueraient la rapide invasion par le genre Hydrilla dans toute la Floride et le sud-est des États-Unis. Dans les années 1980, la capitale Washington DC et l’État de Washington sont touchés, via notamment le PotomacSteward, K. K., Van, T. K., Carter, V., & Pieterse, A. H. (1984). Hydrilla invades Washington, D.C. and the Potomac. American Journal of Botany, 71(1), 162-163..
Problèmes En tant qu'espèce exotique envahissante en Floride, Hydrilla est devenu le problème le plus grave pour cet État et l'un des plus graves pour le pays où ses caractéristiques d'espèces envahissantes sont encore une menace pour des aires naturelles ou semi-naturelles actuellement épargnées.
Des propriétaires ont cherché à s'en débarrasser en utilisant des herbicides (molécules hautement écotoxiques pour le milieu aquatique). Des restrictions ont été mises en place, dont pour le fluridone (actuellement autorisé, mais à certaines conditions comme herbicide aquatique). Cette réglementation vise à empêcher l'apparition et l'évolution de souches mutantes résistantes, pour ne pas aboutir à l'apparition de souches dHydrilla (ou d'autres plantes invasives de la même famille) tolérantes aux désherbants dont le fluridone. .
Les pullulations en vastes herbiers dHydrilla ont causé des problèmes socio-environnementaux (gêne pour la pêche et les déplacements motorisés sur l'eau) avec des conséquences économiques localement graves, ainsi que d'importants dommages pour la biodiversité. Hydrilla est maintenant connu aux États-Unis comme l'un des noms de genres de plantes agressives et anormalement compétitives parce qu'introduite hors de leur milieu naturel et alors capables de repousser les espèces natives, dont par exemple les herbiers du potamogeton et de Vallisneria americana (« herbes aux anguilles »). D'immenses herbiers monoclonaux ont localement remplacés l'ancienne flore aquatique, dépassant les capacités des écosystèmes à s'auto-équilibrer et à entretenir leur biodiversité.