Une équipe de chercheurs dirigée par l'UC Riverside a découvert que les arbres amazoniens avaient développé un moyen inhabituel de se protéger des dommages causés par la sécheresse. Crédit :Louis Santiago, UC Riverside
Les arbres tropicaux de la forêt amazonienne peuvent être plus résistants à la sécheresse qu'on ne le pensait auparavant, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université de Californie, Bord de rivière.
C'est une bonne nouvelle, puisque l'Amazonie stocke environ 20 pour cent de tout le carbone dans la biomasse de la Terre, qui contribue à réduire le réchauffement climatique en abaissant les niveaux de gaz à effet de serre de la planète.
Dans une étude publiée lundi dans la revue Nouveau phytologue , une équipe dirigée par Louis Santiago, professeur de botanique et de sciences végétales, constaté que les arbres tropicaux à Paracou, La Guyane française a développé un moyen inhabituel de se protéger des dommages causés par la sécheresse. Les arbres utilisent une abondance de cellules vivantes autour de leur xylème pour conserver et redistribuer l'eau en cas de sécheresse. Le xylème (nom scientifique du bois) est le tissu non vivant d'une plante qui transporte l'eau et les nutriments du sol vers les tiges et les feuilles.
Santiago a déclaré qu'étudier la sécheresse dans l'un des endroits les plus humides de la Terre pourrait sembler contre-intuitif, mais les sécheresses récentes, y compris la chaleur et la sécheresse record pendant le El Niño 2015-16, menacent déjà la forêt amazonienne. Si les arbres meurent à cause de ces sécheresses, le carbone qu'ils stockent sera rejeté dans l'atmosphère, où il aggravera encore le réchauffement climatique.
"Les forêts tropicales agissent comme un puits qui réduit les gaz à effet de serre mondiaux. Cependant, si ces plantes meurent et se décomposent, ils peuvent devenir une source de carbone atmosphérique. En raison de sa taille, ce qui se passe en Amazonie affecte le monde entier, " dit Santiago, qui détient également un poste au Smithsonian Tropical Research Institute.
Lorsque les plantes absorbent l'eau par leurs racines, ils utilisent leur xylème pour transporter l'eau et les nutriments à travers la plante. Comme moins d'eau devient disponible, une plante doit "sucer" plus fort pour puiser l'eau de ses racines vers ses feuilles. À un moment donné de cette lutte, des bulles d'air peuvent être aspirées dans le xylème provoquant des embolies (analogues à celles qui se forment dans le système vasculaire humain). Ces embolies bloquent l'écoulement de l'eau, conduisant à un phénomène appelé défaillance hydraulique. Plus une plante ou un arbre développe facilement une défaillance hydraulique, plus il est sensible à la sécheresse.
La forêt amazonienne joue un rôle important dans le cycle mondial du carbone. Crédit :Harry C (CC BY-SA 3.0)
Pour étudier comment les arbres amazoniens ont réagi à la sécheresse, L'équipe de Santiago a arraché des branches de la cime des arbres à la station de recherche de Paracou en Guyane française et les a étudiées en laboratoire pour déterminer la facilité avec laquelle elles développent une défaillance hydraulique, qui est fonction de leur physique, y compris les dimensions de leur plomberie et la pression que leurs récipients peuvent supporter.
"Nous avons réalisé en 2013 qu'il n'y avait quasiment pas de données sur la résistance à la sécheresse des arbres de la canopée amazonienne, et plusieurs sécheresses récentes ont soulevé la question de savoir comment ces arbres se porteraient si le changement climatique provoquait une augmentation des anomalies des précipitations. »
Les premières conclusions du groupe n'étaient pas positives, parce que les expériences couramment utilisées ont indiqué que les arbres tropicaux étaient beaucoup plus sensibles à la défaillance hydraulique que les arbres tempérés.
D'autres expériences ont révélé une lueur d'espoir :les arbres tropicaux ont développé une autre façon de survivre pendant la sécheresse. Une couche de cellules vivantes de "parenchyme" qui entoure le xylème aide les arbres tropicaux en stockant l'eau et en médiant la pression osmotique afin que l'eau puisse être redistribuée là où elle est le plus nécessaire.
"Les arbres tropicaux, comparés à ceux des forêts tempérées, avoir trois fois plus de cellules vivantes entourant le xylème qui peuvent faciliter ces processus, qui ne sont pas observés par les expériences typiques que nous menons pour déterminer la vulnérabilité d'une plante aux sécheresses. »
Santiago a déclaré que les chercheurs élargissaient maintenant leur étude pour inclure d'autres espèces d'arbres au Panama et au Brésil.
"Notre objectif global dans la modélisation de la résistance à la sécheresse est de pouvoir prédire quel type de changement de précipitations déclencherait la mort. Heureusement, nos expériences jusqu'à présent suggèrent que les arbres tropicaux peuvent être plus résistants à la sécheresse qu'on ne le pensait auparavant, et qu'ils utilisent un moyen vraiment unique pour se protéger. Santiago ajoute :« Le réchauffement continu de la planète finirait par entraîner une mortalité généralisée des arbres. »
Le titre de l'article est « Coordination et compromis entre la sécurité hydraulique, caractéristiques d'efficacité et d'évitement de la sécheresse chez les espèces d'arbres de la canopée de la forêt amazonienne."
