Livre d'herbier de la collection Siebold au Naturalis Biodiversity Center. Crédit :Centre de biodiversité Naturalis
Dans les armoires et les tiroirs des herbiers du monde se trouvent près de 400 millions de spécimens de plantes séchées. Ces collections ont longtemps servi de registre vital des espèces végétales qui existent sur Terre et où elles poussent. Mais cachées dans les feuilles, les tiges, les fleurs et les racines desséchées se trouvent bien plus d'informations sur la façon dont les plantes ont interagi avec leur environnement pendant leur vie. Connaître ces "caractéristiques fonctionnelles" - des aspects tels que la structure des feuilles, la composition chimique et la teneur en eau - pourrait aider les chercheurs à comprendre comment les communautés végétales changent au fil du temps et, finalement, comment nous pouvons aider les écosystèmes à prospérer à l'avenir.
Jusqu'à présent, le seul moyen d'en savoir plus sur ces traits à partir des collections d'herbiers consistait à détruire des fragments des précieux spécimens. Mais récemment, des chercheurs de l'Université du Minnesota et de l'Université de Montréal au Québec ont mis au point un moyen rapide et non destructif d'estimer les traits fonctionnels des spécimens d'herbier.
Les chercheurs ont utilisé une technique appelée spectroscopie de réflectance, qui mesure la quantité de lumière qu'un matériau réfléchit à différentes longueurs d'onde pour obtenir les "empreintes digitales" ou spectres spectroscopiques des feuilles. Sur plus de 600 échantillons de plantes provenant des biomes des forêts tempérées et boréales du nord de l'Amérique du Nord, ils ont mesuré les spectres de feuilles fraîches et vivantes ; des feuilles qui avaient été pressées comme des spécimens d'herbier; et feuilles broyées. Ils ont également mesuré les caractéristiques chimiques et structurelles des feuilles à l'aide de moyens conventionnels. Ils ont ensuite utilisé les données pour développer des modèles qui utilisent des spectres pour estimer les traits fonctionnels et ont évalué les performances des modèles sur de nouveaux échantillons de plantes provenant des mêmes biomes dans la réserve scientifique de l'écosystème de Cedar Creek. Enfin, ils ont testé dans quelle mesure les spectres pouvaient être utilisés pour distinguer les espèces.
Leurs découvertes :
La recherche, publiée ce mois-ci dans Methods in Ecology and Evolution, offre aux écologistes un nouvel outil puissant pour utiliser les collections biologiques afin de comprendre comment les communautés végétales changent au fil du temps, fournissant des informations sur la meilleure façon de maintenir les écosystèmes en bonne santé à l'avenir.
"Cette étude ouvre la porte à l'utilisation des spécimens d'herbier du monde pour étudier l'évolution des traits fonctionnels à travers l'arbre de vie des plantes", a déclaré la co-auteure et professeure à l'Université du Minnesota, Jeannine Cavender-Bares. "C'est une avancée très excitante pour l'intégration de l'écologie et de la phylogénétique."
"Loin d'être simplement des plantes mortes dans des tiroirs moisis, les herbiers sont parmi les outils les plus importants dont nous disposons pour comprendre l'étonnante diversité de la vie végétale", a ajouté le co-auteur et ancien étudiant diplômé de l'Université du Minnesota, Shan Kothari, maintenant chercheur postdoctoral à Université de Montréal. "Nous espérons que cette méthode pourra prendre sa place parmi les nombreuses façons intelligentes et innovantes dont les écologistes ont réutilisé les collections d'herbiers à de nouvelles fins." Comment les traits fonctionnels se diversifient-ils et sont-ils corrélés phylogénétiquement pour les espèces de sous-bois coexistantes dans les forêts boréales ?
