Shoot architecture in the Vitaceae

摘要

This paper examines the question of how the unique shoot architectural pattern of the Vitaceae, typically with leaf-opposed tendrils or inflorescences in a three-node modular repetitive pattern, can be related to the traditional concepts of monopodial and sympodial shoot development. Based on complete comparative morphological developmental studies of 13 species in six genera, supplemented with observations of 21 other taxa, we have found five shoot architectural patterns in the family. The pattern of shoot architecture is consistent within a species, but there may be more than one pattern present within a genus. Species that lack tendrils, thus exhibiting pattern 1, show sympodial growth. Taxa exhibiting patterns 2, 3, and 4, with tendrils at two of three nodes and with progressively one, two, or three axillary buds within the three-node cycle, grow monopodially, and taxa that exhibit pattern 5, with both tendrils and axillary buds at every node, achieve the pattern via either monopodial or sympodial growth, depending on the species. Although rare in the Vitaceae, pattern 1 is the only one shared with the sister family Leeaceae. We conclude that this was the original shoot architectural pattern, and that the monopodial pattern present in most species today is derived, and unique to the Vitaceae.Les auteurs soulèvent la question à savoir comment le patron caulinaire architectural unique des Vitaceae, typiquement avec des inflorescences ou des vrilles opposées aux feuilles selon un patron trinodal, modulaire et répétitif, peut être relié aux concepts traditionnels de développement caulinaire monopodial et sympodial. Sur la base d'études complètes du développement comparé chez 13 espèces et six genres, en plus d'observations chez 21 autres taxons, les auteurs reconnaissent cinq patrons d'architecture caulinaire dans la famille. Le patron d'architecture caulinaire est congruent avec l'espèce, mais on peut retrouver plus d'un patron dans un genre. Les espèces dépourvues de vrilles, appartenant donc au patron 1, ont une croissance sympodiale. Les taxons montrant les patrons 2, 3, 4, avec des vrilles sur deux ou trois nœuds et avec progressivement un, deux, ou trois bourgeons axillaires, dans le cadre d'un cycle trinodal, se développent de façon monopodiale. Les taxons montrant le patron 5, ayant à la fois des vrilles et des bourgeons axillaires sur tous les nœuds, réalisent ce patron par une croissance soit monopodiale ou soit sympodiale, selon l'espèce. Bien qu'il soit rare chez les Vitaceae, le patron 1 est le seul qui soit commun avec la famille sœur des Leeaceae. Les auteurs concluent qu'il s'agit du patron original d'architecture caulinaire, et que le patron monopodial, tel qu'il se présente chez la plupart des espèces actuelles, est dérivé et unique au Vitaceae.