Plant adaptation to extreme environments: The example of Cistus salviifolius of an active geothermal alteration field

Cistus salviifolius is able to colonise one of the most extreme active geothermal alteration fields in terms of both soil acidity and hot temperatures. The analyses of morpho-functional and physiological characters, investigated in leaves of plants growing around fumaroles (G leaves) and in leaves developed by the same plants after transfer into growth chamber under controlled conditions (C leaves) evidenced the main adaptive traits developed by this pioneer plant in a stressful environment. These traits involved leaf shape and thickness, mesophyll compactness, stomatal and trichome densities, chloroplast size. Changes of functional and physiological traits concerned dry matter content, peroxide and lipid peroxidation, leaf area, relative water and pigment contents. A higher reducing power and antioxidant enzymatic activity were typical of G leaves. Though the high levels of stress parameters, G leaves showed stress-induced specific morphogenic and physiological responses putatively involved in their surviving in active geothermal habitats.

RésuméCistus salviifolius est capable de coloniser un des plus extrêmes champs d’altération géothermale, connu pour la forte acidité et les températures élevées de ses sols. L’analyse comparative des traits morpho-fonctionnels et physiologiques faite sur les feuilles des plantes poussant près des fumerolles (feuilles G) et sur les nouvelles feuilles développées par les mêmes plantes transférées à l’intérieur d’une chambre de croissance sous des conditions climatiques contrôlées (feuilles C) a permis de mettre en évidence les principaux caractères d’adaptation de ces plantes pionnières dans un tel environnement stressant. Les traits impliqués sont notamment la forme et l’épaisseur des feuilles, la compacité du mésophile, la densité stomatique et celle des trichomes, et enfin la taille des chloroplastes. Les changements des traits fonctionnels et physiologiques ont intéressé surtout la teneur en matière sèche, le contenu en peroxyde d’hydrogène et la peroxydation des lipides, la surface foliaire, la quantité relative d’eau et le contenu pigmentaire. Un pouvoir réducteur plus élevé et une augmentation de l’activité enzymatique antioxydante étaient typiques des feuilles G. Malgré les valeurs importantes des paramètres impliqués dans le stress, les feuilles G ont montré des réponses morphogéniques et physiologiques spécifiques, très probablement impliquées dans leurs stratégies de survie dans les habitats géothermaux.