Les arbres dans la forêt tropicale subissent des températures nocturnes élevées et de nouvelles recherches montrent que cela peut aussi signifier une croissance accrue. Photo gracieusement fournie par le Smithsonian Tropical Research Institute
Alors que le monde se réchauffe, certaines parties se réchauffent plus vite que d'autres et c'est là que les chercheurs trouvent des indices sur les changements climatiques qui pourraient modifier notre compréhension de la croissance des plantes en général.
Alors que les températures mondiales moyennes ont augmenté d’environ 0, 2 degrés Celsius par décennie depuis 1975, les tropiques se réchauffent un peu plus rapidement, à un rythme de 0, 26 degrés par décennie. Et au Panama tropical la nuit, les choses deviennent encore plus chaudes. Les chercheurs Alexander Cheesman et Klaus Winter ont constaté une augmentation de 1, 5 degrés de la température nocturne moyenne au cours des quatre dernières décennies. Examinant ce que ce saut pouvait signifier pour les plantes tropicales, le couple a pris des semis de figuier et de balsa et mesuré leur croissance dans une plage de températures nocturnes en augmentation. Ce qu’ils ont trouvé va à l’encontre des idées reçues sur le changement climatique: les plantes ont plus de deux fois plus de poids que les plants conservés dans des conditions normales.
Selon Cheesman, qui a récemment terminé son stage postdoctoral au Smithsonian Tropical Research Institute, les plantes ont une photosynthèse capturant du carbone et la nuit, une respiration et une perte de carbone. La différence entre les deux régit la croissance de la plante. Les températures plus chaudes augmentent la respiration et réduisent donc la croissance, selon le modèle. Mais Cheesman affirme que ses recherches remettent sérieusement en cause cette compréhension plutôt simpliste de la respiration.
"Ce n'est pas simplement une perte de carbone, car en perdant ce carbone, nous produisons également toutes ces choses: il produit de l'ATP (adénosine triphosphate), il produit des précurseurs métaboliques qui peuvent ensuite être utilisés dans la construction de nouvelles cellules." Cheesman et Winter ont pu montrer que la hausse des températures n’augmentait pas la respiration et ralentissait donc la croissance, comme prévu, mais augmentait les deux.
À l’aide de chambres à environnement contrôlé et de chambres à toit ouvert, les chercheurs ont testé la croissance de deux espèces d’arbres néotropicaux. Les semis ont été maintenus à des températures diurnes constantes, identiques à celles du centre de Panama, et exposés à des températures nocturnes élevées allant de 22 à 31 degrés Celsius, ou de 72 à 88 degrés Fahrenheit.
Ce dernier groupe a connu des taux de croissance plus de deux fois supérieurs à ceux du premier groupe. Cheesman pense cependant qu'il est probable que les arbres à croissance accélérée cesseront de croître une fois qu'ils auront atteint une certaine taille, ce qui signifie qu'il n'y aura pas nécessairement de plus gros arbres dans la forêt. «Certaines usines ont la même croissance globale, mais à un rythme plus rapide», explique Cheesman, «il est donc possible que le taux de renouvellement des forêts soit plus rapide. ”
«Une grande partie de ce travail a été effectué dans des systèmes agricoles avec des plantes vivaces et annuelles et des choses similaires ont été montrées là-bas», mais il dit: «avec les arbres, il est fondamentalement plus difficile de mener une expérience pour toute la génération, de la plantation jusqu'à la production de semis elle-même. "
Néanmoins, Cheesman pense qu'il est fort possible qu'une augmentation de la respiration puisse se traduire par des générations plus courtes, ce qui aurait de nombreuses conséquences pour les systèmes écologiques des plantes.
Le taux plus rapide peut également signifier une plante plus faible. Un autre chercheur, Whitman Miller, du Smithsonian Environmental Research Center à Edgewater, dans le Maryland, a découvert que "l'augmentation du CO2 entraînait une croissance plus rapide (une bonne chose), mais qu'elle entraînait également une réduction des composés chimiques protecteurs" (une mauvaise chose). ). "
Cheesman affirme que les résultats de sa recherche concordent avec sa propre expérience dans l'étude des espèces tropicales.
«Nous voyons quelque chose de similaire dans les semis», dit-il. «Une température nocturne accrue peut entraîner une augmentation de la hauteur des pousses et de la longueur de l'entre-nœud entre les feuilles, ce qui a des conséquences sur l'intégrité structurelle et éventuellement le mouvement de l'eau dans les arbres matures.» Des structures plus faibles peuvent rendre les plantes plus vulnérables aux parasites ou aux champignons, quelque chose que Miller note également dans son travail.
Bien qu'il pense que son article signale la nécessité de repenser les modèles de croissance induite par la photosynthèse, Cheesman reconnaît les limites de l'étude et les nombreuses inconnues.
«Il y a des mises en garde très importantes dans la mesure où l'augmentation des températures nocturnes entraînera des régimes de précipitations et une disponibilité de l'eau très différents qui pourraient avoir des conséquences très profondes sur la croissance des arbres elle-même», a-t-il déclaré. "Vous avez une influence directe de la température et ensuite beaucoup d'influences indirectes sur toutes sortes d'autres choses."
Il espère que ses recherches futures permettront d’élargir ce qu’il a commencé avec Winter. «Je suis intéressé par l'interaction de la température avec d'autres processus, donc pas seulement par la photosynthèse et la respiration, mais par des choses comme l'activité méristématique, le développement de la feuille, tous ces processus et la manière dont ils sont tous liés pour former une réponse intégrée à la température.
