Les graines se comportent-elles toutes de la même manière ? Dans un article de Annals of Botany, Anne Visscher et ses collègues soutiennent que il existe un biais en faveur des semences tempérées et que cela pourrait induire en erreur les tentatives de construction de modèles écologiques. Ils concluent que la tendance à voir les plantes de montagne comme des plantes alpines perd certaines des conditions uniques auxquelles sont confrontées les plantes tropicales de montagne.
Visscher et ses collègues examinent le biais géographique dans les études écologiques et les revues mondiales, en se concentrant sur les écosystèmes tropicaux. Ils soutiennent que les tropiques sont nettement sous-représentés dans la recherche sur les plantes et les études sur le changement climatique. Les graines de plantes ont de nombreux traits qui jouent un rôle dans les fonctions écologiques, et les botanistes ont découvert que certains de ces traits montrent des modèles en corrélation avec les zones géographiques/climatiques.
Pour tirer des conclusions générales/mondiales ou prédire les résultats pour les tropiques, Visscher et ses collègues introduisent trois traits/syndromes de semences supplémentaires :
- Sensibilité à la dessiccation
- Taille relative de l'embryon et croissance de l'embryon après la dispersion
- Exigences de germination dans les environnements de haute montagne
Les auteurs soutiennent que le biais en faveur des zones tempérées dans l'analyse de ces traits pourrait affecter négativement les études macroécologiques, les modèles prédictifs et la conservation des plantes.
Dessèchement des graines
La première étude de cas de Visscher et ses collègues traite de la recherche sur la tolérance à la dessiccation des graines, qui est un facteur essentiel à prendre en compte dans la conservation des plantes et la conservation ex-situ. Des estimations mondiales ont suggéré que 8 % des espèces végétales dans le monde sont susceptibles de produire des graines sensibles à la dessiccation, mais cela est basé sur des données biaisées en faveur des espèces tolérantes à la dessiccation.
Pour évaluer le comportement de stockage des semences, des protocoles, tels que le 'Test de 100 graines', ont été développés pour réduire le nombre de graines nécessaires à l'expérimentation. Cependant, il manque encore des données sur les réponses à la dessiccation des graines pour de nombreux arbres tropicaux.
Un exemple qu'ils donnent est une étude réalisée par Mattana et ses collègues pour comparer les résultats de la collecte de données expérimentales et des prévisions globales de la probabilité de dessiccation des graines d'espèces en République dominicaine. Les résultats ont montré que les prévisions n'étaient pas toujours exactes et que de nouvelles données sont nécessaires pour améliorer les modèles prédictifs à l'avenir.
En tant que tel, Visscher et ses collègues affirment qu'il est essentiel de générer davantage de données sur la sensibilité à la dessiccation des graines, en particulier pour les espèces des régions tropicales et subtropicales, car cela peut soutenir les programmes de conservation et de développement des plantes et améliorer les modèles prédictifs.
Taille relative de l'embryon
Pour leur prochaine étude de cas, les auteurs ont examiné le biais de la taille relative des embryons et des données de croissance des embryons après la dispersion chez les espèces tropicales et non tropicales. Les botanistes trouvent des différences claires dans la taille relative des embryons entre les espèces tropicales et non tropicales. Les espèces tropicales ont une longueur embryon-graine et un rapport surface embryon-graine plus grands que les espèces non tropicales.
Il y avait également un biais en faveur de l'étude de la morphologie interne des graines de nombreuses espèces d'un nombre limité de familles et d'ordres connus pour avoir de petits embryons. En ce qui concerne la croissance des embryons après la dispersion, des données étaient disponibles pour 171 espèces non tropicales de 32 familles de plantes et 38 espèces tropicales de 18 familles de plantes.
Cette disparité dans les données, selon Visscher et ses collègues, montre un manque de connaissances sur les espèces tropicales et que davantage de recherches doivent être menées dans ce domaine pour remédier aux biais observés.
Exigences de germination dans les environnements de haute montagne
Visscher et ses collègues produisent deux études de cas sur les exigences de germination dans les environnements de haute montagne. La première traite des différences entre les environnements tempérés et tropicaux de haute montagne et comment elles affectent la germination des graines.
La plupart des recherches sur la germination des graines se sont concentrées sur les zones tempérées, mais les écosystèmes tropicaux de haute montagne sont relativement non saisonniers et les archives indiquent que les espèces de plantes tropicales de haute montagne fleurissent tout au long de l'année. Les plantes tropicales de haute montagne sont confrontées toute l'année au stress du gel nocturne au lieu de faire face à des cycles annuels de neige en hiver et à des températures élevées en été.
La méta-analyse de la recherche sur les espèces tempérées de haute montagne a révélé que la germination des espèces strictes de haute montagne se caractérise par une dormance physiologique des graines et un fort besoin de stratification froide ou GA3 (acide gibbérellique) pour rompre la dormance, ainsi que de chaleur -germination incitée et une réponse positive aux températures et à la lumière alternées. Cependant, la même étude a souligné le besoin général d'études sur la germination des graines pour les espèces tropicales de haute montagne.
Des recherches sur les astéracées vivaces des páramos des Andes vénézuéliennes ont montré que leurs graines atteignent des pourcentages de germination élevés sur une plage de températures et peuvent manquer de dormance des graines.
L'étude de cas suivante aborde spécifiquement les páramos, des écosystèmes tropicaux de haute montagne que l'on trouve principalement en Colombie, au Venezuela et en Équateur. Ces régions sont connues pour leurs conditions environnementales et écologiques particulières et difficiles et sont répertoriées dans le hotspot de la biodiversité des Andes. Ils fournissent plusieurs services écosystémiques tels que le stockage du carbone et l'approvisionnement en eau des villes, l'agriculture et l'hydroélectricité. Cependant, ils sont vulnérables aux changements climatiques mondiaux, aux perturbations anthropiques et à l'introduction d'espèces envahissantes.
Malgré l'importance évolutive et écologique et les menaces auxquelles sont confrontés ces écosystèmes tropicaux de haute montagne, la recherche sur les traits de graines des espèces trouvées dans le páramo colombien a été moins étudiée que celles des espèces plus largement distribuées.
L'analyse des documents faisant état des caractéristiques des semences des espèces du páramo colombien a révélé que les articles scientifiques évalués par des pairs étaient beaucoup moins fréquents que les documents provenant d'autres sources. Le nombre de publications variait considérablement selon les espèces cibles, avec un maximum de plus de 500 documents pour le cosmopolite Sildrefamilien et aucun pour certaines espèces.
Lors du filtrage par langue, 36.6% des documents récupérés ont été rédigés en espagnol et dans d'autres langues, comme le portugais. Cela met en évidence la nécessité de poursuivre les études sur les traits morphologiques et fonctionnels des graines de la flore páramo indigène et de rechercher dans plusieurs langues à la fois la littérature grise et la littérature évaluée par des pairs pour couvrir toutes les informations actuellement disponibles.
Visscher et ses collègues concluent :
Pour éviter les conséquences négatives des biais géographiques sur la recherche et les modèles prédictifs basés sur des ensembles de données mondiaux, nous suggérons : (1) d'améliorer l'inclusion de toutes les données existantes en effectuant des recherches multilingues dans la littérature grise et évaluée par des pairs ; (2) générer des données supplémentaires sur les tropiques et un plus large éventail de familles dans les régions tempérées et tropicales, en tenant compte de la variabilité intraspécifique ; et (3) améliorer la disponibilité et l'accessibilité des données nouvellement recueillies grâce à leur inclusion dans les ensembles de données sur les caractères des semences (par exemple Ordóñez-Parra et al., 2022), qui pourraient alimenter des bases de données mondiales complètes sur les caractéristiques des semences (par exemple, SeedArc : http://unioviedo.es/seedarc/). De plus, la disponibilité des données sur les caractéristiques des semences générées par les banques de semences de conservation pourrait aider à surmonter ce biais géographique, comme le montrent par exemple les données de germination téléchargées depuis le Millennium Seed Bank Partnership Data Warehouse (http://brahmsonline.kew.org/msbp) dans factionnaire et al. (2020) (voir aussi l'approche méthodologique dans Papier et al., 2022). Étant donné que les raisons du biais géographique incluent la disponibilité du financement et la répartition géographique des chercheurs (Culumber et al., 2019), nos stratégies suggérées pourraient être activées et soutenues par des opportunités de financement supplémentaires pour la recherche sur les plantes tropicales, ainsi que par des collaborations internationales.
Visscher et al. 2022/XNUMX/XNUMX
LIRE L'ARTICLE
Visscher, AM, Vandelook, F., Fernández-Pascual, E., Pérez-Martínez, LV, Ulian, T., Diazgranados, M. et Mattana, E. (2022) "La faible disponibilité des données sur les traits fonctionnels des semences des tropiques pourrait avoir une incidence négative sur les études macroécologiques mondiales, les modèles prédictifs et la conservation des plantes, " Annals of Botany, 130(6), p. 773–784. Disponible à: https://doi.org/10.1093/aob/mcac130.
Résumé édité à partir de la sortie du GPT-3 .
