Les scientifiques craignent que les réactions des plantes au changement climatique ne soient chaotiques. De nouvelles recherches menées par Karen Rice et ses collègues de l'Université du Minnesota montrent qu'une planète qui se réchauffe sera une planète moins prévisible. Leurs recherches ont simulé les climats futurs possibles en augmentant la température et en modifiant l'arrosage de cinq espèces. Ils ont trouvé que les plantes pourraient avancer ou retarder la floraison à mesure que les conditions météorologiques changent.
La recherche est la plus récente dans le domaine de la phénologie, l'étude du calendrier des réponses naturelles aux saisons. Des choses comme le premier bourgeon d'une plante ou l'émergence d'insectes après l'hiver. La phénologie est un sujet utile à étudier si vous voulez jeter un coup d'œil sur à quoi pourrait ressembler l'avenir à cause du changement climatique. En surveillant des événements comme la première feuille ou la première floraison, vous pouvez voir si les saisons avancent ou s'attardent.
Plutôt que d'attendre que le climat change et de voir quel est le désordre qui en résulte, Karen Rice et ses collègues ont décidé de jeter un coup d'œil vers l'avenir. L'Université du Minnesota a un projet dans le nord de l'État, Réchauffement de la forêt boréale à un écotone en danger (B4WarmED). Les parcelles de Cloquet, juste à l'extérieur de Duluth, et d'Ely, juste à l'extérieur du Canada, ont des parcelles qui peuvent être chauffées artificiellement. Les lampes infrarouges peuvent chauffer les plantes par le haut et les câbles de résistance, enfouis dans le sol, réchauffer par le bas.
Pour comparer la façon dont les plantes pourraient faire face au réchauffement, l'équipe a chauffé certaines parcelles de +1.6 °C et +3.1 °C. Ils ont pris soin de laisser des échantillons de contrôle non chauffés pour donner une comparaison significative, afin qu'ils puissent voir ce que les résultats leur disaient.
Cependant, l'avenir ne sera pas seulement plus chaud. Il pourrait bien être plus sec. En effet, la hausse des températures accentuera l'évaporation de l'eau du sol. De plus, la transpiration – le flux d'eau des racines aux feuilles d'une plante – augmentera également, privant ainsi le sol d'eau. Par ailleurs, la répartition de l'eau se modifiera, entraînant des périodes de sécheresse plus longues dans certaines régions. Toute simulation de l'avenir doit prendre en compte cette évolution de la disponibilité en eau, en plus des variations de température. C'est pourquoi, outre l'ajout de chaleur, l'équipe a également utilisé des bâches temporaires pour réduire l'arrosage sur certaines parcelles.
Ils ont ensuite observé comment Fragaria de Virginie (Fraise de Virginie), Lathyrus veineux (Pois veiné), Hiéracium ssp.(Épervière orange), solidago ssp. (Goldenrod), Et Eurybia macrophylle (Aster à grandes feuilles) a grandi.
"Les réponses de la phénologie de la floraison au réchauffement et à la manipulation des précipitations étaient spécifiques à l'espèce en termes d'ampleur et de direction. Ces réponses différentes ont modifié la synchronie entre les espèces, entraînant à la fois une convergence et une divergence dans le moment de la floraison entre les espèces co-occurrentes. De telles réponses aux conditions climatiques futures peuvent entraîner une modification des relations écologiques dans les communautés forestières », écrivent Rice et ses collègues dans leur article.
Si les plantes étaient simplement réchauffées, alors quatre des cinq genres ont fleuri plus tôt, en particulier les plantes à floraison automnale qu'ils ont étudiées. Cependant, ajoutez les changements aux précipitations et les choses ont changé. Eurybia macrophylle fleuri plus tôt, mais solidago spp. Plus tard.
"Eurybia macrophylle était unique dans sa réponse d'avancement de la floraison dans les conditions de traitement les plus chaudes et les plus sèches », écrivent les auteurs. « Cette réponse peut être liée à la capacité de cette espèce à faire face à des environnements chauds et secs. Par exemple, c'est l'une des premières espèces à rebondir après un incendie. C'est une espèce aux racines agressives, ce qui lui permet peut-être de tirer plus d'humidité plus profondément dans le sol ou sur une zone plus large.
La modification de la disponibilité des fleurs aura un impact sur tous les pollinisateurs qui dépendent de ces plantes. Dans le pire des cas, certains les plantes peuvent réagir au réchauffement si différemment de leurs partenaires pollinisateurs qu'elles ne repèrent pas du tout les insectes, ce qui menace leur reproduction. Chez les plantes capables de s'associer à de nombreuses espèces, une floraison plus précoce ou plus tardive peut également présenter des avantages en matière de pollinisation, de fructification et de germination, modifiant ainsi l'équilibre écologique. Cette variabilité de réponse constitue un problème, comme le soulignent Rice et ses collègues.
"Nos observations soulignent l'importance d'examiner une gamme d'espèces coexistantes et d'observer les réponses dans le large éventail de conditions climatiques qui devraient changer", écrivent-ils. « Par exemple, nous avons observé des réponses différentes selon la période de l'année pendant laquelle l'espèce a fleuri. De plus, l'examen des réponses des espèces à floraison automnale au seul réchauffement n'a pas pleinement saisi la réponse de ces espèces. L'examen de la réponse de la floraison dans le contexte du réchauffement combiné à des précipitations modifiées a fourni une image plus complète des réponses attendues dans un climat changeant. D'autres études combinant réchauffement et réduction des précipitations sont nécessaires pour améliorer notre compréhension des changements phénologiques qui peuvent avoir lieu dans les forêts tempérées et boréales d'Amérique du Nord, en identifiant les espèces sensibles et en élucidant les changements potentiels dans les relations écologiques.
