La photosynthèse des plantes terrestres et la respiration des plantes représentent les deux plus grands flux de carbone entre l'atmosphère et la surface de la Terre. Ainsi, tout changement futur dans ces processus modifiera le rythme et l'ampleur du changement climatique. Chacun de ces processus est sensible aux changements de température. À mesure que les températures augmentent, il est important que nous comprenions cette sensibilité à la température pour déterminer avec précision le taux et l'ampleur du changement dans le futur puits de carbone terrestre. Sur de courtes périodes (par exemple de quelques secondes à quelques minutes), l'augmentation des températures des feuilles stimule les processus enzymatiques qui sous-tendent la photosynthèse et la respiration, ce qui entraîne des augmentations exponentielles de ces taux de processus à basse température. À des températures de plus en plus élevées, ce taux d'augmentation ralentit et finit par culminer à une température optimale. Les réponses à plus long terme (par exemple de quelques jours à quelques semaines), d'autre part, sont moins bien comprises en raison des réponses d'acclimatation à la température.
Dans leur nouvel article publié dans AoBP, Smith et al. acclimatation photosynthétique mesurée aux changements attendus de température et de précipitations chez l'orme d'Amérique (Ulmus americana). Ils ont surveillé les taux des processus biochimiques, stomatiques et respiratoires à différentes températures foliaires prédéfinies tout au long d'une saison de croissance sous deux niveaux de réchauffement de la canopée. Ils ont découvert que la flexibilité des systèmes photosynthétiques des ormes leur permettait de maintenir des taux de photosynthèse relativement stables dans des conditions climatiques modifiées, sans aucune acclimatation. Cette stabilité résultait de la diminution des taux de conductance stomatique et de l'augmentation de la respiration, la température étant équilibrée par une capacité accrue de CO2 fixation. Ces résultats indiquent que certaines plantes peuvent être capables de résister aux impacts négatifs du changement climatique sans acclimatation et aux coûts associés à l'acclimatation. Les auteurs espèrent que d'autres études sur des échelles spatiales et temporelles plus larges et sur d'autres espèces végétales nous aideront à comprendre si leurs résultats pourraient s'appliquer aux systèmes végétaux plus généralement.
Point culminant du chercheur
Nick Smith a grandi dans l'Indiana, aux États-Unis, où il a développé un intérêt pour les études environnementales et l'écologie en particulier. Il a décidé d'utiliser ces intérêts pour aider la société à mieux se préparer et combattre le changement global. Il a poursuivi un doctorat sur les interactions plantes-climat avec Jeff Dukes à l'Université Purdue. Ce travail a été étendu à plus grande échelle lors d'un postdoc au Lawrence Berkeley National Lab avec Trevor Keenan.
Nick enseigne et dirige maintenant son propre laboratoire à la Texas Tech University, où il se consacre au mentorat de la prochaine génération de scientifiques. Son groupe explore les rétroactions biosphère-atmosphère, au sens large. Récemment, Nick s'est intéressé au développement de la théorie écophysiologique des plantes comme moyen d'explorer les mécanismes des processus écologiques à l'échelle de la communauté et de l'écosystème. Il utilisera ses travaux pour fournir des projections plus fiables des changements mondiaux futurs, conduisant à des décisions politiques plus éclairées.
