Une mauvaise herbe est une "planter au mauvais endroit" mais en agriculture, les mauvaises herbes peuvent 10-34% de perte de rendement pour les grandes cultures. Certains des traits « mauvaises herbes » comprennent l'émergence et la couverture du sol précoces et la croissance rapide de la surface des racines, des pousses et des feuilles. Les mauvaises herbes peuvent également supplanter les cultures en absorbant les nutriments plus rapidement ou plus efficacement ou en tolérant les stress environnementaux.

Docteur Lucie Mahaut et des collègues de France et du Royaume-Uni ont examiné comment les mauvaises herbes pouvaient devenir organismes modèles pour comprendre l'écologie et la biologie évolutive de l'Anthropocène. Les scientifiques soutiennent dans le Trends in Plant Science journal que la résistance des mauvaises herbes aux herbicides et les syndromes de mimétisme des cultures sont d'excellents exemples d'évolution et d'adaptation rapides.

Une espèce végétale peut devenir une mauvaise herbe par la domestication d'une culture, l'hybridation culture-sauvage ou après qu'une espèce sauvage a envahi un champ cultivé. Mahaut et ses collègues soutiennent que les mauvaises herbes pourraient être en mesure de surmonter certaines des principales théories de l'écologie fonctionnelle (par exemple, les contraintes dans l'espace phénotypique, les compromis entre les stratégies d'acquisition et de conservation des ressources) et pourraient être des « valeurs aberrantes fonctionnelles ».

Les mauvaises herbes sont généralement plus courtes que les cultures, elles sont donc plus difficiles à distinguer. Source Office uni du soja / Flickr

Les espèces végétales peuvent être placées dans le Triangle RSE (compétitif, tolérant au stress et rudéral) ce qui représente un compromis à trois entre l'adaptation aux habitats à forte concurrence, les environnements fortement stressés et fortement perturbés. Les stratégies écologiques des mauvaises herbes elles-mêmes varient entre concurrencer ou éviter la culture et résister ou éviter les perturbations.

Mahaut et ses collègues ont divisé ce modèle en disponibilité des ressources souterraines et aériennes et soutiennent que les mauvaises herbes sont des valeurs aberrantes car elles peuvent avoir des ressources souterraines élevées mais des ressources aériennes limitées (c'est-à-dire une disponibilité de lumière due au couvert végétal) tout en vivant dans un environnement très perturbé.

Du point de vue de l'écologie communautaire, les règles fondamentales ne saisissent pas entièrement la dynamique des communautés de mauvaises herbes. Mahaut et ses collègues ont déclaré que les mauvaises herbes représentent une combinaison d'espèces transitoires qui colonisent à plusieurs reprises les champs depuis les bords et adoptent le filtrage environnemental (hypothèse du gradient de contrainte). Il existe de nombreuses théories fondamentales (par exemple effet de stockage spatial, effet de stockage temporel, dynamique source-puits) qui supposent une variation environnementale stationnaire qui n'est pas vraie pour les communautés de mauvaises herbes. Les champs cultivés sont souvent gérés par les humains, en utilisant différentes pratiques agricoles (par exemple la rotation des cultures), de nouvelles théories sont donc nécessaires pour mieux comprendre la dynamique des communautés de mauvaises herbes.

L'émergence et la diversification de Capsella bursa-pastoris a été déclenché par l'hybridation. Source Stefan.lefnaer/WikimediaCommons

Dans la dernière section de l'examen de Mahaut et de ses collègues, les scientifiques soulignent les nombreuses questions concernant l'évolution rapide de la résistance aux herbicides, l'allélopathie (production de substances biochimiques nuisibles à d'autres organismes) et le mimétisme des mauvaises herbes. L'objectif de la recherche sur la résistance aux herbicides a été pour optimiser les stratégies de lutte contre les mauvaises herbes au cours des 60 dernières années mais cela pourrait être un bon modèle pour comprendre les rétroactions éco-évolutives. Le séquençage de l'ADN ancien, l'écologie de la résurrection et l'analyse des spécimens de musée pourraient étudier la base génétique de l'évolution rapide des mauvaises herbes.

Un exemple de mimétisme des cultures is Agrostemma githago qui imite la taille et les graines des céréales alors qu'il ne pouvait pas s'établir en dehors des champs, il pouvait se répandre dans toute l'Europe avant que des techniques plus rigoureuses de nettoyage des semences ne soient mises en place. Source Kristian Peters/WikimediaCommons

"Parce que l'histoire évolutive des mauvaises herbes et la dynamique écologique sont intrinsèquement liées aux activités humaines, ces espèces ont un grand potentiel pour devenir un modèle précieux en écologie et en évolution", ont déclaré Mahaut et ses collègues. "Nous exhortons les écologistes (numériques) à ne pas rejeter l'étonnante source d'informations émergeant des espèces de mauvaises herbes et de leurs habitats associés."

« Que les écologistes et les évolutionnistes s'emparent des mauvaises herbes !