Les plantes ont un intérieur Horloge circadienne qui influence leur développement et leur physiologie. Cette horloge est réinitialisée par le soleil levant le matin, mais les lampadaires ont banni l'obscurité des zones urbaines au cours des deux derniers siècles. Plus récemment, la lueur jaune des lampes au sodium a cédé la place à des LED plus économes en énergie. Cependant, ces LED émettent un type de lumière différent, avec un pic dans les parties rouge et bleue du spectre, parfait pour la photosynthèse. Ermes Lo Piccolo et ses collègues ont enquêté quel effet ces lumières ont eu sur les arbres urbains. Ils ont constaté que, pour certaines espèces, la disponibilité plus longue de la lumière a même réussi à retarder leur dormance hivernale.
L'équipe a acheté quinze tilleuls (Tilia × phatyphyllos) et quinze platanes (Platanus × acérifolia) d'une pépinière et les a ensuite cultivées à l'université de Pise. Les arbres ont été plantés avec cinq arbres à chaque lumière, avec deux intensités lumineuses et un groupe témoin.
La nuit, l'éclairage des réverbères a gravement affecté le taux net de photosynthèse. Les valeurs du taux net de photosynthèse étaient positives pour les arbres des deux espèces dans les groupes d'illumination faible et élevée. Seules les jeunes feuilles d'avril avaient un taux de photosynthèse négatif, qui était encore plus élevé que les feuilles du groupe témoin. Les botanistes se sont assurés que les feuilles utilisaient du dioxyde de carbone pour la photosynthèse en utilisant l'analyse des échanges gazeux. Ils ont également constaté que les arbres illuminés avaient une teneur plus élevée en chlorophylle dans leurs feuilles. Les scientifiques ont constaté que ce travail prolongé la nuit avait des conséquences le matin.
Pour certains aspects, l'effet des lampadaires sur les plantes pourrait être considéré comme un traitement lumineux continu. De nombreuses études sur les effets du traitement lumineux continu sur les plantes ont montré que l'extension du CO2 processus d'assimilation nocturne pourrait induire des troubles dans l'appareil photosynthétique des plantes… Dans notre expérience, les deux espèces d'arbres des groupes −300 et −700 avaient un P plus faiblen [taux photosynthétique net] au lever du soleil que les arbres des groupes témoins, en particulier pendant l'été (feuilles entièrement développées) et cette tendance était plus évidente chez les [tilleuls] que chez les [platanes] sous l'éclairage des réverbères. Le Pn la valeur a diminué en raison de limitations biochimiques (comme suggéré par la diminution de l'efficacité apparente de carboxylation Pn/Ci valeurs) au lieu de limitations stomatiques (différences non significatives ou minimales entre les arbres des groupes −300/−700 et témoin).
Lo Piccolo et al. 2023.
Lo Piccolo et ses collègues ont suggéré que l'éclairage des lampadaires pourrait affecter négativement la capacité de collecte de lumière des plantes pendant les premières heures de la journée en raison d'une altération du taux de transport d'électrons PSII/PSI.
Un autre problème pour les feuilles est le régime alimentaire. Les feuilles produisent des sucres mais fabriquent également des amidons lorsque l'assimilation du dioxyde de carbone apporte plus de carbone que la feuille ne peut en supporter par la biosynthèse des sucres. Pendant la nuit, l'amidon est épuisé pour fournir du carbone pour le métabolisme et la croissance jusqu'au lendemain matin. La photosynthèse nocturne modifie l'équilibre chimique entre les sucres et les amidons et rompt les cycles circadiens.
Le passage de l'été à l'hiver apporte un temps plus froid ; autrefois, il apportait aussi moins de lumière. Les couchers de soleil envahissants signifiaient que la lumière était un excellent indicateur de la saison et fonctionnait donc comme un déclencheur de la dormance hivernale. Que se passe-t-il lorsque vous vivez avec des soleils artificiels ?
Lo Piccolo et ses collègues ont découvert que les tilleuls se préparaient encore pour l'hiver, mais pas les platanes. Au lieu de cela, ils pourraient être actifs jusqu'à deux mois plus tard, toujours en croissance.
Les résultats montrent qu'il existe des réponses cohérentes et spécifiques aux espèces aux lumières artificielles. Le passage du sodium aux LED pourrait modifier les réponses des arbres. Le changement de lumière pourrait être un autre défi pour les arbres, produisant un choc soudain pour les plantes qui luttent déjà contre le changement climatique.
LIRE L'ARTICLE
Lo Piccolo, E., Lauria, G., Guidi, L., Remorini, D., Massai, R. et Landi, M. (2023) "Faire la lumière sur les effets des lampadaires LED sur les arbres en milieu urbain : amis ou ennemis ?, " La science de l'environnement total, 865(161200), p. 161200. Disponible à : https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161200.
