Une nouvelle étude a révélé l'impact durable des pratiques d'expédition historiques sur la diversité végétale du New Jersey. En analysant les enregistrements d'espèces signalées pour la première fois il y a plus de 150 ans, Ryan Schmidt et ses collègues de l'Université Rutgers ont découvert que les matériaux de lest solides utilisés pour stabiliser les voiliers ont introduit plus de 260 nouvelles espèces végétales à l'état. Près de la moitié de ces espèces se trouvent encore aujourd'hui dans le New Jersey.
Au XIXe siècle, les voiliers traversant l'Atlantique remplissaient leurs coques de matériaux lourds comme des pierres et du sable pour stabiliser le navire. Ce « lest solide » a souvent été accidentellement contaminé par des matières végétales comme clairement pas natif au New Jersey ou en Amérique du Nord. Des espèces d'Europe, d'Asie et d'Afrique ont pris racine dans les tas de gravats et les sols perturbés. Pour certaines espèces, leurs premières collectes n'importe où dans Amérique du Nord provenaient des sites de ballast du New Jersey.
Les botanistes du XIXe siècle étaient certes au courant de l'arrivée de nouvelles espèces, mais ce problème semble avoir été ignoré au cours des cent années suivantes. Schmidt et ses collègues écrivent :
Fait remarquable, depuis les années 1880, il n'y a eu presque aucun travail étudiant l'impact floristique du dépôt de ballast solide dans le nord-est de l'Amérique du Nord. Bien que le ballast soit souvent mentionné comme source potentielle d'introduction de certaines plantes non indigènes (p. Lythrum salicaire et Artemisia vulgaire; Lindrot, 1957; Stucky, 1980; Mills et al., 1993; Mac, 2000; Mehrhoff, 2000; Lockwood et al., 2013; Shaw et al., 2021), ces études se sont concentrées sur un petit nombre de plantes qui sont devenues des espèces envahissantes importantes (Stucky, 1980; Barney, 2006; Mosène, 2018). Peu a été fait pour étudier les espèces de ballast à une échelle floristique large et inclusive et évaluer à la fois les introductions réussies et infructueuses dans le contexte de la flore contemporaine.
Schmidt et al. 2023/XNUMX/XNUMX
Pour découvrir l'héritage des introductions de ballast, Schmidt et ses collègues se sont tournés vers les archives créées par les premiers botanistes qui ont d'abord documenté les espèces poussant sur les sites de ballast. Spécimens d'herbier – des échantillons de plantes pressés et conservés ainsi que des données sur le lieu et la date de leur collecte – fournissent un riche dossier historique utilisé par les botanistes pendant des siècles.
Les chercheurs ont compilé des données sur plus de 260 espèces enregistrées dans les principaux dépotoirs de ballast du New Jersey dans les années 1800. Ils ont ensuite examiné les enregistrements numérisés de ces espèces à partir de herbiers à travers l'est des États-Unis pour suivre quand et où chaque espèce a été collectée au cours des 150 dernières années.
En cartographiant ces collections dans le temps, ils ont pu visualiser la propagation des espèces après leur introduction initiale. Des modèles statistiques ont permis d'identifier des trajectoires d'invasion distinctes en fonction de la durée de persistance de chaque espèce et de sa propagation dans le New Jersey après son introduction par ballast. Cette nouvelle utilisation des données d'herbier a fourni un portail vers le passé, révélant les impacts variés et souvent durables des introductions d'espèces historiques sur la flore du New Jersey.
L'analyse des données de l'herbier a révélé des résultats d'invasion variés pour les plus de 260 espèces de ballast introduites dans le New Jersey. Parmi ces importations involontaires, 83 espèces ont disparu rapidement après leur première découverte, ne réussissant pas à s'établir malgré les nouvelles introductions constantes à l'époque des voiliers. 54 autres espèces ont persisté pendant quelques décennies avant de disparaître également dans l'État au début des années 1900.
Cependant, les chercheurs ont constaté un succès d'établissement beaucoup plus important pour d'autres espèces. Cent vingt-sept introductions de ballast, près de la moitié de celles documentées, ont continué à être collectées tout au long du XXe siècle et ont été incorporées à la flore indigène. Remarquablement, 20 de ces nouvelles espèces sont encore trouvées et collectées dans le New Jersey aujourd'hui, plus de 87 ans après leur introduction.
Les résultats démontrent l'impact botanique durable des introductions d'espèces historiques. Alors que de nombreux nouveaux arrivants ne parviennent pas à prospérer, certains organismes introduits involontairement peuvent devenir des ajouts durables, créant de nouvelles communautés écologiques.
Les scientifiques ont également étudié comment ces nouveaux espèces réparties dans le New Jersey au fil du temps. La cartographie où chaque espèce a été collectée a révélé des groupes géographiques correspondant aux principaux ports maritimes et aux réseaux ferroviaires intérieurs.
La propagation à travers le système ferroviaire est intéressante. Les plantes n'ont pas choisi de voyager en train, contrairement aux botanistes. Comme les botanistes ne peuvent trouver des plantes que là où se trouvent les botanistes, ils peuvent avoir des enquêtes biaisées. Cependant, la présence de plantes indique également une utilisation secondaire du lest des navires. Schmidt et ses collègues écrivent :
Étant donné que le ballast des navires était parfois utilisé comme matériau pour créer le lit des traverses et des voies du chemin de fer lui-même (Wright, 2000; Burstrom, 2017; Williams, 2022), les propagules de ces ports ont probablement été déplacées par des personnes qui transportaient intentionnellement ces pierres vers de nouvelles zones d'expansion du chemin de fer. Ces nouveaux chemins de fer ont également fourni un moyen de transport pratique pour les botanistes menant à de nombreuses collections d'herbiers à proximité des chemins de fer (Daru et al., 2018). Les plantes de ballast ont également prospéré dans le substrat rocheux (ballast) et les zones perturbées le long des voies ferrées; une association que l'on retrouve dans les flores ferroviaires d'aujourd'hui. Cette hypothèse est étayée par la présence de certaines espèces de ballast dans notre ensemble de données n'ayant été collectées que dans d'anciens dépotoirs de ballast et dans les principaux nœuds ferroviaires (par exemple, Verveine bracteata étant collectées presque exclusivement à Camden et Jersey City et sur les principales lignes de chemin de fer à Glassboro, Haddon, Lakehurst et Sparta).
Schmidt et al. 2023/XNUMX/XNUMX
À la fin des années 1800, les espèces de ballast étaient concentrées autour des ports de Camden et Jersey City, où ils sont arrivés pour la première fois. Mais peu de temps après, des collections sont apparues à l'intérieur des terres le long des lignes de chemin de fer du XIXe siècle émanant de ces ports. Les chercheurs suggèrent que le ballast des navires a probablement été réutilisé pour construire les rails, dispersant davantage les propagules.
Ce analyse spatiale montre le rôle important des premiers réseaux de transport dans la propagation des espèces de ballast bien au-delà de leurs points d'introduction initiaux. L'héritage de ces routes maritimes et ferroviaires historiques est encore visible dans la répartition des plantes non indigènes dans le New Jersey aujourd'hui.
Pour catégoriser les destins variés des espèces de ballast, les chercheurs ont défini quatre «trajectoires d'invasion» distinctes en fonction de la durée de persistance de chaque espèce et de l'étendue de sa propagation.
Certaines espèces étaient des « épaves » transitoires, disparaissant rapidement après leur introduction. D'autres ont persisté pendant quelques décennies avant de disparaître ("introductions à court terme"). Mais beaucoup se sont «établis» dans le New Jersey, soit avec une propagation localisée près des ports («propagation établie mais limitée»), soit se répandant largement dans tout l'État («établi et répandu»).
Ces trajectoires fournissent un cadre pour comparer les espèces introduites involontairement sur de longues périodes. L'étude a révélé que près de la moitié des espèces de ballast se sont établies et que 18% se sont largement répandues malgré l'absence de traits parfois considérés comme favorisant le succès de l'invasion. L'analyse des traits, de la génétique et de l'écologie sous-jacents à chaque trajectoire peut améliorer les prédictions sur les introductions involontaires qui pourraient persister ou se propager.
Lors d'enquêtes sur le terrain sur des sites de ballast historiques, les chercheurs ont fait des découvertes botaniques passionnantes. Ils ont redécouvert les espèces rares Calibrachoa parviflore, qui n'avait pas été collecté dans le New Jersey depuis plus d'un siècle, toujours accroché à son habitat limité sur d'anciens tas de ballast. Cela montre à quel point même localisé espèces non indigènes peuvent persister sans être détectés pendant de longues périodes.
Plus surprenant, les scientifiques ont identifié une espèce entièrement nouvelle en Amérique du Nord - Verbacum maurum, décrit scientifiquement pour la première fois en Afrique en 1923. Les archives historiques l'avaient identifié à tort comme le Verbascum virgatum, collectés à l'origine sur des sites de ballast du XIXe siècle. Cette découverte met en évidence la valeur de revisiter des spécimens et des lieux historiques, ce qui peut révéler des erreurs passées et découvrir de nouveaux arrivants précédemment confondus avec plantes indigènes. Une recherche minutieuse des collections botaniques fournit des informations qui améliorent notre documentation et notre compréhension de la biodiversité.
En mettant en lumière l'influence durable d'événements historiques tels que le dépôt de ballast, les découvertes de Schmidt et de ses collègues démontrent le pouvoir des collections d'herbiers en tant que fenêtre sur le passé. Les spécimens collectés par les premiers botanistes, ainsi que leurs informations précises sur l'emplacement et la date, fournissent un enregistrement sans précédent qui a permis aux chercheurs de reconstituer des histoires d'invasion s'étalant sur plus de 150 ans.
Ces perspectives à long terme sont essentielles pour comprendre les impacts humains sur la biodiversité, mais impossibles à saisir à partir des seules données contemporaines. Pourtant, Schmidt et ses collègues soulignent que cela ne signifie pas la collecte moderne de il faut oublier les plantes. Ils concluent :
Malgré les biais apparents dans les données d'herbier, les enregistrements d'herbier utilisés dans cette étude se sont avérés largement résistants aux biais de collecte, offrant l'opportunité d'étudier les invasions de plantes sur la durée de leur établissement. Plus précisément, l'utilisation de données d'herbier pour suivre l'invasion des plantes depuis leur introduction jusqu'à leur établissement et leur propagation donne un aperçu de la dynamique de l'invasion des plantes qui est souvent obscurcie par des études qui ne tiennent compte que des enregistrements contemporains. L'utilité continue des enregistrements d'herbier pour répondre à des questions qui couvrent de longues périodes dépend de la poursuite des efforts de collecte contemporains.
Schmidt et al. 2023/XNUMX/XNUMX
LIRE L'ARTICLE
Schmidt, RJ, King, MR, Aronson, MFJ et Struwe, L. (2023) "Cargaison cachée : L'impact du commerce maritime historique sur la flore non indigène récente et contemporaine du nord-est des États-Unis, " American Journal of Botany. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1002/ajb2.16224.
