Avez-vous déjà passé devant un verger aux branches pleines de fleurs et vous êtes-vous demandé comment les arbres « savent » quand fleurir ou porter des fruits en même temps ? Ou peut-être avez-vous traversé les bois, croquer des tonnes de glands sous les pieds un an mais presque aucun l'année suivante.

Des scientifiques de l'Université de Californie, Davis, ont beaucoup réfléchi à une telle synchronie. En 2015, ils ont développé un modèle informatique montrant que l'un des modèles les plus célèbres de la physique statistique, le modèle d'Ising, pourrait être utilisé pour comprendre pourquoi des événements se produisent en même temps sur de longues distances.

Dans une nouvelle étude, publié le 5 février dans la revue Actes de l'Académie nationale des sciences , ils ont testé leur modèle informatique en utilisant des milliers de vrais pistachiers plantés sur une grille et ont constaté que cela fonctionnait.

"Nous essayons de comprendre la dynamique dans le temps et dans l'espace des populations écologiques, " a déclaré l'auteur principal Alan Hastings, professeur au Département des sciences et politiques environnementales de l'UC Davis. "Nous avons pu utiliser un très grand ensemble de données de plus de 6, 500 arbres dans un verger de pistachiers et ont pu montrer que les systèmes écologiques peuvent être régis par le modèle d'Ising."

Connexions magnétiques

Le modèle d'Ising a été développé pour expliquer les aimants permanents, comme le genre qui colle à une porte de réfrigérateur, mais les auteurs ont montré que cela peut aussi aider à expliquer comment les pistachiers se synchronisent dans un verger.

Dans les matériaux magnétiques, les forces entre les atomes voisins ont tendance à maintenir les électrons alignés de sorte que leurs forces magnétiques s'additionnent. Le modèle d'Ising fait des prédictions quantitatives sur la façon dont les interactions entre voisins peuvent créer des alignements sur de grandes distances.

Si les arbres voisins sont synchronisés, cela implique qu'ils communiquent d'une manière ou d'une autre. Bien que les auteurs n'identifient pas les moyens de cette communication, ils suggèrent que cela peut être une conséquence de la greffe de racines, où les racines s'entrelacent. Le greffage peut aider un arbre à "dire" à un autre qu'il est temps de produire, ce qui peut aider les arbres voisins à synchroniser leur production. Le modèle d'Ising permet de prédire comment les interactions entre les arbres les uns à côté des autres se propagent dans l'ensemble du verger.

Synchrony trouvé dans toute la nature

« Instances de comportement synchrone, quand tout arrive en même temps, se trouvent partout dans la nature, des arbres fruitiers et à noix des vergers, aux arbres à cônes en forêt et même à la propagation soudaine de certaines maladies infectieuses, " a déclaré l'auteur principal Andrew Noble, un scientifique de projet au Département des sciences et politiques environnementales de l'UC Davis au moment de l'étude. « La compréhension de ces dynamiques permet de mieux expliquer les systèmes écologiques et leurs effets sur les systèmes naturels et gérés. »