La capacité des forêts tropicales à croître et à stocker du carbone est limitée, en partie, par l'herbivorie. Les insectes et autres animaux préfèrent se nourrir d'arbres fixateurs d'azote, ce qui réduit le succès des fixateurs et l'azote qu'ils fournissent. Les recherches de Will Barker et de ses collègues montrent que cet herbivore peut être suffisant pour limiter la fixation symbiotique tropicale de l'azote et pourrait limiter son rôle dans la réduction de la limitation de l'azote sur le puits de carbone tropical.

En s'associant aux microbes du sol, les arbres fixateurs d'azote transforment l'azote gazeux atmosphérique en une forme d'azote disponible pour les plantes. Lorsque les fixateurs perdent leurs feuilles, ils enrichissent les sols en azote, ce qui profite aux plantes voisines. Dans les forêts tropicales pauvres en azote, les arbres fixateurs d'azote sont la principale source d'azote nouveau pour les sols. Pourtant, ils sont aussi rares.

Sarah Battman, écologiste des forêts tropicales à Institut Cary d'études écosystémiques et co-auteur de l'article, explique : « La croissance des arbres dans de nombreuses forêts tropicales est limitée par le manque d'azote. Compte tenu des avantages substantiels de l'azote pour ces forêts, la raison pour laquelle les arbres fixateurs d'azote ne représentent que 5 à 15 % des arbres est depuis longtemps un mystère. Nous soupçonnions que les herbivores pourraient cibler préférentiellement les fixateurs en raison de leurs feuilles nutritives et riches en azote.

Pour comparer l'herbivorie à travers la vaste gamme d'espèces fixatrices et non fixatrices présentes dans la forêt tropicale humide de plaine riche en biodiversité, Barker et ses collègues ont échantillonné des individus de 23 espèces fixatrices et de 20 espèces non fixatrices dans une parcelle de 50 hectares sur l'île de Barro Colorado, au Panama.

Dans l'ensemble, les fixateurs ont connu 26% plus d'herbivores que les non-fixateurs. Leurs feuilles ont été attaquées 21% de plus que les non-fixateurs, ce qui correspond au fait qu'elles sont préférentiellement ciblées par les insectes et autres animaux. Les semis fixateurs avaient une proportion plus élevée de surface foliaire perdue que les non fixateurs, mais ce nombre était plus petit que prévu, ce qui indique que les fixateurs ont développé des stratégies de défense pour empêcher les herbivores de consommer de grandes surfaces de leurs feuilles.

Ces résultats, obtenus sur des dizaines d'espèces d'arbres de forêts tropicales matures, confirment les données antérieures montrant une forte herbivorie sur les fixateurs d'azote dans les écosystèmes de prairies et sur plusieurs espèces d'arbres tropicaux de la canopée des forêts secondaires. Ils concordent également avec les données paléoécologiques indiquant que l'abondance des fixateurs favorise l'herbivorie à l'échelle de l'écosystème. L'ensemble de ces résultats suggère que, dans tous les écosystèmes et biomes, les fixateurs d'azote supportent des coûts d'herbivorie plus élevés que les non-fixateurs. Ces coûts, en réduisant la croissance et la survie, exercent une pression sur l'abondance des jeunes plants fixateurs, pression potentiellement suffisante pour limiter la fixation d'azote dans les forêts tropicales.

Barker et coll. 2022.

📰 Plus de détails sont dans le communiqué de presse d'Eurekalert.
(I.e. Coût généralisé des herbivores chez les espèces d'arbres tropicales fixatrices d'azote est en Nature.
Cube de lecture : https://rdcu.be/c1gcq