Vous pouvez réellement entendre un arbre en train de mourir.
Non, il ne crie pas de douleur alors qu'un bûcheron vêtu de denim coupe joyeusement sa trompe. Cependant, pendant les périodes de plus en plus courantes de sécheresse extrême et de chaleur extrême, la lente dessiccation d'un arbre est audible au moyen d'un microphone pressé contre le tronc.
«Cela ressemble un peu à du pop-corn qui éclate, de petites fissures et de petites fêlures», explique William Anderegg, biologiste à l'Université de Princeton.
Les scientifiques étudient actuellement le processus de formation de craquements pour mieux comprendre comment les arbres réagissent à la sécheresse et à la chaleur. Avec la perte de millions d'arbres à mesure que les températures globales poursuivent leur ascension, ces informations pourraient aider les scientifiques à prévoir avec plus de précision les arbres les plus menacés, permettant ainsi d'améliorer les modèles climatiques ainsi que la gestion des forêts en période de sécheresse.
«Au cours des dernières décennies, nous avons commencé à voir de plus en plus de ces événements de mortalité des arbres généralisés, causés par la sécheresse», a déclaré Anderegg. «Cela a suscité beaucoup plus d'inquiétude chez les scientifiques pour essayer de comprendre ce qui se passe.
Alors, qu'est-ce qui rend les photos instantanées? Les sons sont le résultat d'une défaillance du xylème de la plante, des faisceaux de tubes qui extraient l'eau et les nutriments des racines jusqu'aux membres, ce qui correspond à la manière dont les artères remplissent le corps avec du sang oxygéné.
Lorsqu'il est sec, les arbres doivent aspirer plus fort pour puiser de l'eau dans le sol. Et si la tension à l'intérieur de ces tuyaux atteint un certain point, les côtés cèdent, laissant passer de minuscules bulles d'air.
Ce que les microphones des scientifiques captent, ce sont les bulles d’air qui «se dilatent violemment» à leur entrée dans les cellules, explique Anderegg.
Comme une crise cardiaque humaine, ces bulles d'air empêchent la force de vie aqueuse de la plante de se propager à ses membres asséchants. Mais le blocage d’une seule veine n’est pas décisif pour l’arbre, explique Louis Santiago, écologiste à l’Université de Californie, Riverside et au Smithsonian Tropical Research Institute.
«Tout comme nous avons de nombreuses veines et artères, les plantes possèdent de nombreux vaisseaux», dit-il. “Donc, si quelques cavités sont sous la sécheresse, ce n'est probablement pas un gros problème. Mais si plus de la moitié cavite ou plus, alors vous pourriez vous diriger sur des routes dangereuses. "
Écoutez le craquement des bulles d’air traversant le xylème d’un cèdre rouge, Juniperus virginiana . Crédit: Stefan Mayr, Université d'InnsbruckOn pense que l’embolie est l’une des principales causes de la mort des arbres par temps sec. Mais les plantes ont diverses adaptations pour les empêcher d’atteindre cette zone critique, explique Santiago. Les scientifiques tentent toujours de comprendre pourquoi de nombreux arbres résistent mieux à la sécheresse que d’autres.
Pour dresser un tableau global de ces adaptations, Anderegg et ses collègues ont rassemblé des données sur la mortalité des arbres issues de 33 études de sécheresse dans le monde et ont examiné 10 propriétés physiologiques des arbres affectés. L'étude, publiée cette semaine dans les Actes de la National Academy of Sciences, suggère que la gestion de l'eau par les plantes est un facteur déterminant du taux de survie.
Une partie de cela se résume à la force brute des tuyaux de l'arbre. Certains arbres, comme le genévrier de l'Utah, ont un xylème beaucoup plus robuste et peuvent supporter des tensions internes plus grandes que d'autres.
L'autre facteur important est la façon dont les arbres équilibrent la photosynthèse - absorber du dioxyde de carbone pour produire du sucre - avec la consommation d'alcool. Alors que les arbres respirent le dioxyde de carbone, l’eau s’évapore à travers les pores de leurs feuilles, appelés stomates. Lorsque l'eau s'assèche, les arbres ferment leurs pores pour éviter les pertes d'eau. Les arbres «prudents» qui ferment leurs stomates plus rapidement après le début des embolies ont tendance à mieux faire face à la sécheresse, explique Anderegg.
Les pouvoirs prédictifs de ces facteurs sont modérés, mais cela n’est pas nécessairement surprenant compte tenu de la diversité des arbres et de la gamme d’environnements étudiés par l’équipe. "L'écologie est un monde bruyant - il se passe beaucoup de choses", déclare Anderegg. La compétition pour l’eau, le type de sol ou même les caractéristiques de la sécheresse peuvent brouiller les eaux.
Il existe également de nombreux autres facteurs potentiellement importants pouvant affecter la survie des arbres à l'échelle locale, tels que la profondeur des racines. Des racines longues, par exemple, pourraient être en mesure de siroter des réserves d'eau profonde qui restent hors de la portée des racines boueuses.
Les arbres peuvent également faire face à des conditions plus sèches en développant des tiges vertes, dit Santiago. Les plantes perdent souvent leurs feuilles lorsqu’elles sèchent, ce qui stoppe la photosynthèse et la croissance. Mais avec une tige verte, ils peuvent continuer la photosynthèse même sans feuilles. Les arbres en fleurs du genre Parkinsonia, connu sous le nom commun de palo verde ou «tiges vertes» en espagnol, sont connus pour avoir développé ce type d'adaptation.
Pouvoir prévoir avec précision la mortalité globale des arbres est extrêmement important pour les modèles climatiques. Les arbres agissent comme des filtres à air, absorbant environ un quart du dioxyde de carbone rejeté par les personnes qui s’enfouissent dans le ciel, stockant ce carbone dans leurs troncs épais et leur feuillage somptueux.
Mais les arbres ont des problèmes. 2015 a été l'année la plus chaude de plus d'un siècle - la 39ème année consécutive de températures anormalement chaudes. Ces dernières années, des sécheresses ont frappé certaines régions d’Australie, d’Inde, d’Europe, des États-Unis et d’autres régions du monde, et devraient devenir plus fréquentes et plus graves.
Les enquêtes du US Forest Service indiquent que près de 12, 5 millions d'arbres sont morts de la sécheresse en 2014 rien qu'en Californie Cette publication perpétue nos problèmes de gaz à effet de serre, entraînant davantage de sécheresses et de décès d’arbres, prolongeant ainsi le cycle meurtrier.
