La sécheresse en Amazonie affecte plus sévèrement les arbres plus gros car ils sont plus susceptibles de mourir d'une défaillance hydraulique. Crédit :David Barthélemy
Les petits arbres qui poussent dans des conditions de sécheresse pourraient former la base de forêts tropicales plus résistantes à la sécheresse, de nouvelles recherches suggèrent.
Les sécheresses sévères et de longue durée sont de plus en plus fréquentes en Amazonie, tuant souvent les grands arbres qui forment la canopée de la forêt.
Mais une nouvelle étude, dirigé par l'Université d'Exeter, suggère que les petits arbres s'adaptent mieux aux sécheresses et pourraient devenir une nouvelle génération pour aider la forêt tropicale à survivre.
En utilisant les données d'une longue expérience de sécheresse au Brésil, les scientifiques ont découvert que les petits arbres réagissent positivement à la lumière supplémentaire qu'ils reçoivent lorsque les plus gros arbres meurent, réussissant à augmenter leur capacité de photosynthèse et leur croissance malgré le manque d'eau.
« Les conditions en Amazonie changent en raison du changement climatique, et les arbres devront s'adapter s'ils veulent survivre, " a déclaré l'auteur principal David Bartholomew, du Global Systems Institute d'Exeter.
"Nos résultats montrent que les petits arbres sont plus capables de changer leur physiologie en réponse aux changements environnementaux que leurs grands voisins.
"Ayant grandi dans des conditions de sécheresse, ces arbres pourraient développer des caractéristiques qui les aideront à faire face à de futures sécheresses, même une fois qu'ils auront atteint leur pleine maturité.
Dans des conditions de sécheresse à long terme, la canopée dense devient plus ouverte et plus de lumière atteint les couches inférieures de la forêt. Crédit :David Barthélemy
"Finalement, cela peut leur permettre de former la prochaine génération d'arbres de la canopée, conduisant à une plus grande résilience globale de la forêt.
L'étude a examiné les arbres dans une expérience de sécheresse amazonienne de 15 ans, dans lequel des panneaux en plastique transparent captent 50% des précipitations.
Les chercheurs ont échantillonné 66 petits arbres (de 1 à 10 cm de diamètre à une hauteur de 1,3 m du sol) et 61 grands arbres (de plus de 20 cm de diamètre) dans la zone d'expérimentation de la sécheresse et une zone de contrôle voisine sans exclusion de pluie.
Les petits arbres dans la zone de sécheresse ont montré une capacité accrue de photosynthèse (Jmax 71%, Vcmax 29%), 32 % de respiration foliaire en plus et 15 % de masse foliaire en plus par zone par rapport aux petits arbres de la zone témoin.
"Cette expérience de longue haleine a montré que les grands arbres sont assez vulnérables à la sécheresse, et ne survivra probablement pas si les sécheresses continuent à devenir plus fréquentes et plus graves, " dit Barthélemy, un doctorat étudiant dans le cadre du partenariat de formation doctorale NERC GW4+.
"Toutefois, on sait relativement peu de choses sur la réponse des petits arbres du sous-étage qui pourraient être essentiels pour déterminer l'avenir des forêts tropicales.
L'expérience de la sécheresse empêche 50 % de l'eau d'atteindre le sol. Crédit :David Barthélemy
"Le sous-étage d'une forêt tropicale intacte est généralement un environnement sombre et humide.
"Les arbres trouvés dans des conditions de faible luminosité régulent généralement à la baisse leur capacité photosynthétique à conserver les ressources.
"Toutefois, si les sécheresses provoquent la mort des plus gros arbres, ces arbres devront s'adapter à la fois à la diminution de la disponibilité en eau et à l'augmentation de la lumière.
"Notre étude suggère qu'ils ont une capacité remarquable à le faire."
Les réponses des espèces d'arbres dans l'étude variaient, certains montrant une forte capacité d'adaptation et d'autres très peu.
Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre comment cela pourrait changer la composition de la célèbre forêt amazonienne diversifiée à l'avenir.
Le papier, publié dans la revue Plante, Cellule et environnement , est intitulé :« Les petits arbres des forêts tropicales ont une plus grande capacité d'ajustement du métabolisme du carbone à la sécheresse à long terme que les grands arbres de la canopée.
