La vie ne peut être comprise sans penser à l’environnement qui l’entoure. En fin de compte, les organismes vivants dépendent de leur habitat pour récolter toutes les autres ressources dont ils ont besoin. Cependant, lorsque les conditions deviennent défavorables, les organismes doivent réagir d’une manière ou d’une autre pour assurer leur survie. La réponse semble assez simple dans le cas de la plupart des animaux, car ils sont capables de se déplacer simplement vers un autre endroit. Cependant, pour les organismes sessiles, tels que les plantes et les champignons, la réponse consiste davantage à chercher des moyens de tenter de supporter ces conditions plutôt que de fuir ; et les plantes semblent être assez douées pour faire face à différentes conditions environnementales, car elles ont pu coloniser presque tous les écosystèmes de notre planète.

Ces questions autour de l’interaction des organismes avec leur environnement ont été soulevées Docteur Johana Villagradepuis ses études de premier cycle à l'Université Austral du Chili, où elle s'est concentrée sur les lichens épiphytes. Lichens Les lichens sont des organismes extraordinaires formés par l'association d'algues et de champignons, où les premiers produisent des composés carbonés par photosynthèse, et les seconds construisent le corps du lichen qui héberge et protège les algues. Une caractéristique qui fait des lichens d'excellents sujets pour étudier l'interaction entre les organismes et leur environnement est qu'ils sont poïkilohydrique, ce qui signifie qu'ils ne peuvent pas contrôler leur teneur en eau interne, s'hydratant uniquement lorsqu'ils se trouvent dans des environnements à forte humidité, mais s'assèchent sinon.

L'intérêt de Villagra pour ces organismes l'a conduite à un doctorat à l'Université Complutense de Madrid (Espagne) sous la direction du Dr Leo G. Sancho et du Dr José Raggio-Quílez. Durant sa thèse, elle a exploré l'écophysiologie des lichens dans le Forêt tropicale de Valdivia, une forêt tempérée du sud de l'Amérique du Sud que l'on trouve au Chili et en Argentine. Aujourd'hui, en tant que chercheuse postdoctorale à l'Université catholique de Temuco (Chili), elle est revenue étudier les lichens épiphytes de la Araucaria araucana Forêt de lichens de la région d'Araucanie, qui doit son nom à cet arbre emblématique. Cet écosystème luxuriant est menacé par les activités humaines, comme le remplacement des arbres indigènes par des cultures agricoles ou des plantations d'arbres non indigènes. Avec l'augmentation des températures mondiales et le changement des régimes de précipitations, ces lichens pourraient être confrontés à une dessiccation accrue et à une exposition accrue au soleil, ce qui pourrait entraîner leur déclin.

Dans la première étude menée dans la région, Villagra et son équipe ont caractérisé la communautés de lichens vivant sur les troncs des espèces d'arbres les plus dominantes de la région, Araucaria araucana et Nothofagus antarctique, trouvant plus de 30 espèces. Notamment, près d'un tiers des espèces ont été trouvées exclusivement sur Araucaria arbres, tandis qu'un autre tiers ne poussait que sur Nothofage. Comme ces espèces d’arbres ont des architectures et des caractéristiques différentes – avec Araucaria araucana montrant une écorce rugueuse et une canopée ouverte et Nothofagus antarctique ayant une écorce plus lisse et une canopée plus dense, cette recherche a fourni des preuves indiquant que les communautés de lichens réagissent différemment aux variations environnementales, même à une si petite échelle.

Cherchant à explorer les mécanismes physiologiques qui permettent aux lichens de coloniser et de persister dans un habitat ou un autre, Villagra et son équipe ont cherché à évaluer comment la capacité photosynthétique des lichens réagissait aux changements d’humidité et de lumière, deux variables qui devraient changer avec le changement climatique en cours et les changements dans la structure de la forêt. À cette fin, ils ont mené une nouvelle étude dans le parc national Alerce Costero (sud du Chili) dans une forêt dominée par trois espèces d’arbres –Nothofagus nitida, Saxegothaea conspicua et Drimys hiver– où ils ont étudié les lichens poussant à différentes hauteurs sur les troncs de ces arbres.

Les chercheurs ont également placé des capteurs sur les arbres afin d'enregistrer la température et l'humidité et ainsi mieux comprendre le microclimat créé par chaque espèce. Parmi les 13 espèces de lichens identifiées, huit ont été utilisées pour les analyses physiologiques. Villagra et son équipe ont prélevé des échantillons en laboratoire et ont évalué l'impact du dessèchement des lichens et de leur exposition à des niveaux de lumière croissants sur la photosynthèse.

Les chercheurs ont constaté que, bien que la capacité photosynthétique de tous les lichens diminue à mesure qu'ils s'assèchent, certaines espèces présentent une tolérance plus élevée. Par exemple, les cyanolichens (c'est-à-dire ceux dont l'algue accompagnatrice est une cyanobactérie) comme Pseudocyphellaria coerulescens, ont montré une plus grande baisse de l'efficacité photosynthétique que les chlorolichens (c'est-à-dire les lichens dont l'algue accompagnatrice est une algue verte), ce qui indique qu'ils pourraient être plus sensibles au dessèchement, d'autant plus qu'ils ont besoin d'eau liquide pour effectuer la photosynthèse. Pourtant, certaines espèces, comme Pseudocyphellaria divulsa et Sticta ainoae, étaient plus résilientes, conservant leur activité photosynthétique plus longtemps dans des conditions sèches. En ce qui concerne leurs réponses à différents niveaux de lumière, plusieurs espèces, telles que Pseudocyphellaria divulsa, ont vu leur photosynthèse réduite même à des niveaux de lumière modérés, suggérant une forte spécificité aux habitats ombragés.

La combinaison de sensibilité à la dessiccation et de faible tolérance à l'augmentation des radiations mise en évidence par cette recherche prouve la grande vulnérabilité des communautés de lichens au changement climatique et aux changements de structure de la forêt. Cela est particulièrement vrai pour les espèces restreintes aux environnements ombragés et humides, car elles sont toutes deux particulièrement affectées par les conditions de dessèchement et d'augmentation des radiations, ce qui suggère qu'elles sont particulièrement sensibles aux changements environnementaux attendus par le changement climatique en cours. En tant qu'une des rares études à évaluer les réponses physiologiques des lichens épiphytes dans ces écosystèmes, la recherche de Villagra fournit un excellent point de départ pour comprendre les effets du changement climatique sur ces communautés d'organismes.

LIRE L'ARTICLE:

Villagra, J., Raggio, J., Alors, D., & Sancho, LG (2024). Tolérance à la dessiccation des macrolichens épiphytes dans une forêt pluviale tempérée sempervirente (parc national Alerce Costero, Chili). Plantes, 13(11), 1519. https://doi.org/10.3390/plants13111519

Projet postdoctoral de Villagra, « Écophysiologie et diversité des lichens en Araucaria araucana les forêts et leurs mécanismes de réponse au changement climatique mondial », est financé par le Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico de Chile (FONDECYT-Postdoctoral N°3210256).

Carlos A. Ordóñez-Parra

Pascal (il/lui) est un écologiste colombien spécialiste des semences qui fait actuellement son doctorat à l'Université fédérale de Minas Gerais (Belo Horizonte, Brésil) et travaille comme rédacteur scientifique chez Botany One et chargé de communication à l'International Society for Seed Science. Vous pouvez le suivre sur Bluesky à @caordonezparra.

Photo de couverture: Néphroma antarcticum, un lichen des forêts d'Araucaria. Photo de Johana Villagra.