Les dépôts de particules sur les feuilles augmentent la transpiration des plantes et le risque que les plantes souffrent de sécheresse. Les particules pourraient ainsi contribuer plus fortement à la mortalité des arbres et au déclin des forêts qu'on ne le supposait auparavant. Ceci est suggéré par les résultats d'une étude en serre menée par l'Université de Bonn, dans lequel des semis d'arbres cultivés dans de l'air presque exempt de particules ou dans de l'air non filtré ont été comparés. Les résultats sont maintenant publiés dans Lettres de recherche environnementale .

L'impact des particules sur la santé humaine a fait l'objet d'une large attention, mais on sait peu de choses sur les effets que les particules fines peuvent avoir sur les plantes. Il a été constaté que le phénomène de dégradation des forêts après des années sèches s'accélère à l'échelle mondiale, comme cela a été signalé dans le sud-ouest des États-Unis et plus récemment en Afrique, où les grands baobabs sont en déclin. "Il y a eu différentes explications pour ces événements régionaux, mais il manque encore une explication complète, ", explique le Dr Juergen Burkhardt de l'Institut des sciences des cultures et de la conservation des ressources (INRES) de l'Université de Bonn.

Minuscules pores dans les feuilles, les stomates, sont les gardiens qui régulent la quantité de vapeur d'eau rejetée dans l'atmosphère. Mais les stomates admettent aussi du dioxyde de carbone, qui est essentiel pour la production photosynthétique de sucres stockant l'énergie. Cela pose un dilemme pour les plantes, entre soif et famine :La fermeture des stomates économise de l'eau mais limite l'absorption de dioxyde de carbone. Vice versa, les pores ouverts laissent entrer le dioxyde de carbone, mais au prix d'une perte d'eau accrue. Burkhardt :« Les plantes ont adapté la régulation stomatique aux conditions ambiantes dominantes sur des échelles de temps évolutives, mais les concentrations de matières particulaires étaient généralement bien inférieures à ce qu'elles sont aujourd'hui."

Les arbres transpirent moins dans l'air filtré

Avec des collègues du Centre d'écologie et d'hydrologie d'Édimbourg (Royaume-Uni), le Service météorologique et hydrologique de Zagreb (Croatie) et l'Université de Californie à Riverside (USA), des scientifiques de l'Université de Bonn ont découvert que les particules affectent la régulation stomatique. Ils ont montré que le pin sylvestre, Sapin argenté, et Des semis de chêne commun qui avaient été cultivés dans des serres avec filtre, presque sans particules, l'air dégage moins d'eau que les semis cultivés dans des serres exposées à l'air ambiant, air modérément pollué de la ville de Bonn. Cette observation s'appliquait même lorsque les stomates étaient complètement fermés.

Dans une étude publiée récemment par le même groupe de recherche, les plantes cultivées à l'air filtré ont moins transpiré que les plantes à l'air ambiant, malgré la même ouverture stomatique. "Ainsi, le dépôt de particules augmente la transpiration foliaire, " Burkhardt résume. " Ces expériences indiquent une mais manquant pour l'instant, lien entre la pollution de l'air et la vulnérabilité à la sécheresse.

Une grande partie des particules atmosphériques est hygroscopique, favorisant la condensation de l'humidité de l'air. Sur les surfaces foliaires, l'eau liquide résultante peut également être formée à partir de vapeur d'eau transpirée et de matière particulaire hygroscopique. "Ce sont de minuscules quantités d'eau, cependant, invisible à l'œil nu, " dit Burkhardt, " et plutôt que d'être de l'eau pure, ce sont des solutions salines très concentrées."

Les solutions salines peuvent éventuellement s'infiltrer dans les stomates sous forme de films liquides, formant très mince, mais des connexions continues d'eau liquide entre l'intérieur de la feuille et la surface. Ceux-ci peuvent alors agir comme une mèche qui transporte l'eau à travers les pores des stomates vers l'extérieur de la feuille. Burkhardt :"Les stomates perdent partiellement le contrôle de la transpiration et les plantes sont plus exposées à la sécheresse."

Les particules sont difficiles à détecter sur les feuilles

Au microscope électronique, les solutions salines apparaissent sous forme de croûtes, présent dans l'air ambiant mais absent sur les semis à partir de l'air filtré. "De telles croûtes ont été observées sur des arbres endommagés dans le passé, et le phénomène fut alors nommé 'dégradation de la cire, " mais son origine est restée insaisissable, " dit Burkhardt. " Les matières particulaires, qui est généralement imaginé comme de petits granules, n'a pas été considéré comme un facteur contributif, ", explique le scientifique de l'université de Bonn.