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Partout dans le monde, vous pouvez trouver des zones arides de gypse. Ici, l'accès à l'eau est essentiel mais aussi difficile. S'enfouir dans les profondeurs du sol peut permettre aux plantes d'atteindre la nappe phréatique, mais qu'en est-il des plantes à racines peu profondes. Dans une étude publiée dans Annals of Botany, Laura de la Puente et ses collègues constatent que l'eau contenue dans les cristaux de gypse est une source d'eau importante pour ces plantes.
Les sols de gypse posent une difficulté pour les plantes qui y vivent. On les trouve souvent dans les zones arides, ce qui signifie qu'il n'y a pas beaucoup d'eau qui arrive. Les sols retiennent également peu d'eau, de sorte que la pluie qui arrive pourrait ne pas durer longtemps. Cependant, en examinant des recherches antérieures, de la Puente et ses collègues ont constaté que dans certains cas, la disponibilité de l'eau en été était plus élevée dans les sols de gypse que dans les sols non gypseux à proximité. Des recherches antérieures ont montré que Hélianthème squamatum peut extraire l'eau des cristaux de gypse. Alors, d'autres plantes à racines peu profondes dans des sols gypseux pourraient-elles également avoir cette capacité ?
Les plantes vivant dans les sols de gypse ont des caractéristiques de tolérance au stress ou sont des gypsophiles, des plantes spécialisées dans les sols de gypse. Les botanistes ont décidé que ces spécialistes du gypse étaient les plantes les plus susceptibles d'utiliser l'eau de cristallisation.
L'équipe a entrepris d'examiner la distribution des sources d'eau parmi les espèces végétales dans une communauté de gypse. Les scientifiques pouvaient dire d'où venait l'eau en mesurant les isotopes dans les éléments qui faisaient l'eau. Certains isotopes de l'hydrogène et de l'oxygène sont plus lourds que d'habitude. Dans les couches supérieures du sol, l'eau avec ces atomes plus lourds est moins susceptible de s'échapper par évaporation, de sorte que l'eau dans la couche arable est légèrement plus lourde que l'eau typique. L'évaporation ne se produit pas dans les couches plus profondes, donc l'eau ici a une forte proportion de molécules d'eau plus légères.
C'est cette différence de poids de l'eau que de la Puente et ses collègues ont utilisée pour suivre les sources d'eau.
« Nous avons caractérisé la variation de la composition isotopique de l'eau le long du profil du sol et évalué l'effet de la profondeur d'enracinement des espèces et de leur affinité pour les sols de gypse sur leur consommation d'eau au printemps et en été. Nous avons également analysé comment les plantes interagissaient avec le sol en dessous d'elles. Considérant les schémas d'absorption d'eau des plantes, nous avons émis l'hypothèse que… les espèces à racines peu profondes, exclusives au gypse, utiliseront préférentiellement l'eau de cristallisation du gypse en été, tandis que les espèces à racines peu profondes, non exclusives, seront limitées à l'eau libre (rare) disponible en été. la couche arable. À l'inverse, les espèces à racines profondes, quelle que soit leur affinité avec le gypse, dépendront principalement de l'utilisation de l'eau profonde du sol et/ou des eaux souterraines pendant la sécheresse estivale », écrivent de la Puente et ses collègues.
L'équipe a examiné les plantes sur une colline de gypse à Saragosse, dans le nord-est de l'Espagne. La pluie dans cette partie de l'Espagne tombe principalement au printemps et en automne. En été, il fait sec, les plantes doivent donc faire face à la sécheresse. Le sol est presque aux deux tiers composé de gypse.
Les scientifiques ont prélevé des échantillons de plantes pour l'analyse isotopique au printemps et en été afin d'avoir une comparaison.
« À chaque date d'échantillonnage, nous avons récolté les tiges principales (y compris la couronne racinaire) de cinq individus de chaque espèce. Nous avons sélectionné des individus vigoureux de taille moyenne situés à au moins 5 m les uns des autres.
L'équipe a ensuite utilisé l'eau du xylème pour indiquer d'où les plantes puisaient leur eau.
"Nous avons identifié l'eau de cristallisation du gypse comme un élément crucial du bilan hydrique dans les zones arides de gypse", écrivent de la Puente et ses collègues. "L'eau contenue dans la structure cristalline du gypse était la source d'eau la plus importante pour presque toutes les espèces à racines peu profondes et une source d'eau très pertinente pour les espèces à racines profondes pendant la sécheresse estivale. Nos résultats démontrent que l'eau de cristallisation du gypse est largement utilisée par les plantes, quelle que soit leur affinité pour les sols de gypse. Contrairement à nos prévisions, les espèces endémiques et non endémiques du gypse… avec des racines peu profondes ont utilisé l'eau de cristallisation du gypse comme source d'eau préférentielle pendant l'été.
Les botanistes admettent qu'il s'agit d'un casse-tête car on ne sait pas comment les plantes accèdent à l'eau de cristallisation. Ils notent que des recherches récentes montrent comment certains micro-organismes peuvent dissoudre la roche de gypse en sécrétant des acides organiques. Les plantes exsudent-elles quelque chose de leurs racines pour pénétrer dans l'eau contenue dans les cristaux ? Ou encouragent-ils les microbes à faire le travail à leur place ?
Bien que le mécanisme soit inconnu, il semble bien que les plantes tirent leur eau du gypse. de la Puente et ses collègues soulignent que cela fait de l'eau de cristallisation du gypse une source d'eau potentiellement non prise en compte dans les études sur les zones arides, que l'on trouve sur tous les continents.
