Après une longue période de sécheresse, les communautés de prairies sont plus résistantes aux sécheresses ultérieures.

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 (Image: Pixabay CC0)

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Les communautés végétales riches en espèces apprennent, toutes générations confondues, à s’armer mutuellement contre le stress de la sécheresse. C’est ce que montre une étude internationale menée sous la direction de l’Université de Zurich.

Les expériences de stress hydrique des communautés végétales dans les prairies riches en espèces augmentent la résistance à la sécheresse des générations suivantes. Une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’université de Zurich a démontré cet effet intergénérationnel sur environ 1000 communautés végétales expérimentales en pots. Les résultats indiquent que les événements climatiques extrêmes, s’ils ne suppriment pas complètement les espèces, pourraient améliorer la permanence de la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes dans un avenir où les événements extrêmes seront plus fréquents.

Un fort stress hydrique pendant des années

Dans le cadre d’une grande expérience en plein champ, des chercheurs dirigés par l’Université de Zurich avec la participation du Centre allemand de recherche intégrative sur la biodiversité (iDiv) et de l’Université de Leipzig ont privé pendant huit ans des mélanges de plantes de prairie d’Iéna des précipitations naturelles en été et les ont ainsi soumis à un fort stress hydrique. Les descendants de ces plantes, cultivés à partir de graines, ont mieux résisté à un nouveau stress hydrique que le groupe de contrôle dont les ancêtres n’avaient pas été exposés au stress hydrique. Cependant, cet effet n’a été obtenu que lorsque les espèces ont été cultivées en mélange et non en monoculture.

Des changements évolutifs pour une meilleure résilience

Ces résultats, obtenus pour plus de dix espèces en comparant des monocultures et des mélanges bi-espèces en serre, indiquent que les espèces présentes dans les mélanges subissent des changements évolutifs en cas de stress hydrique, ce qui conduit à une meilleure résilience des mélanges face à un futur stress hydrique. Comme il faut s’attendre à ce que les événements climatiques extrêmes soient plus fréquents à l’avenir, la résilience des écosystèmes à forte biodiversité revêt une importance particulièrement grande. Les nouveaux résultats montrent que ces effets sont encore renforcés lorsque les communautés végétales à haute biodiversité peuvent se développer sur une longue période et que les forces évolutives renforcent ainsi encore les effets positifs de la biodiversité.

Ces résultats montrent tout simplement que l’évolution peut modifier non seulement les espèces elles-mêmes, mais aussi leurs interactions, de manière à ce qu’elles se complètent mieux les unes les autres et qu’elles puissent ainsi se reconstituer plus rapidement en tant que communauté après un événement extrême", explique le professeur Bernhard Schmid de l’université de Zurich, dernier auteur et chef de projet.

Le Prof. Nico Eisenhauer de l’Université de Leipzig, un autre co-auteur, ajoute : ’L’étude montre aussi clairement que nous devrions protéger la biodiversité non seulement en raison de ses effets positifs directs sur la performance des écosystèmes, mais aussi pour préserver ce potentiel d’adaptation à l’évolution des conditions environnementales mondiales, notamment à des événements climatiques extrêmes plus fréquents.’

Un potentiel d’adaptation élevé aux conditions environnementales changeantes

L’équipe de recherche a également étudié les processus possibles par lesquels les plantes dans les mélanges pouvaient s’adapter au stress de la sécheresse qui se répète chaque année et ainsi mieux se rétablir après de futures périodes de sécheresse. Les descendants de plantes ayant déjà connu le stress de la sécheresse dans leur histoire se sont comportés de manière plus complémentaire dans les mélanges pendant la phase de récupération après le nouveau stress de la sécheresse que les descendants sans cette expérience, qui ont été beaucoup plus compétitifs.

’La complémentarité signifie que les individus d’une même espèce entrent davantage en concurrence qu’entre espèces différentes. C’est un mécanisme important qui favorise la coexistence entre les espèces, préservant ainsi la biodiversité et augmentant la résilience de l’écosystème face aux événements climatiques extrêmes’, explique Yuxin Chen, l’auteur principal de la publication, qui est désormais professeur à l’université de Xiamen en Chine. L’évolution de la complémentarité entre les espèces peut permettre aux communautés végétales mixtes de maintenir leur biodiversité et leurs services écosystémiques dans des conditions futures caractérisées par des événements climatiques extrêmes plus fréquents’.

Littérature:

Yuxin Chen, Anja Vogel, Cameron Wagg, Tianyang Xu, Maitane Iturrate-Garcia, Michael Scherer-Lorenzen, Alexandra Weigelt, Nico Eisenhauer, Bernhard Schmid. L’histoire de l’exposition à la sécheresse augmente la complémentarité entre les espèces végétales en réponse à une sécheresse subséquente. June 9, 2022. Nature Communications. Doi : 10.1038/s41467’022 -30954-9


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