La biodiversité végétale est inestimable car elle équilibre les écosystèmes, protège les bassins versants, atténue l'érosion, modère le climat, offre un abri aux animaux, et est une ressource pour de nouvelles cultures vivrières et médicinales.

Les premières plantes vasculaires ont évolué il y a environ 420 millions d'années. Plus de 350 XNUMX espèces de plantes vasculaires sont actuellement connues, mais il y a beaucoup plus d'acteurs sur scène que de rôles qui peuvent être joués.

Dans un nouvel article, Roderick Hunt de l'Université d'Exeter et Ric Colasanti de l'Université de Bournemouth tentent de trouver un ensemble minimal de conditions et de processus qui peuvent soutenir une biodiversité végétale élevée à long terme.

Pour représenter la vie végétale, les auteurs ont utilisé 19 types fonctionnels, chacun représentant un large groupe d'espèces végétales qui partagent le même rôle dans la fonction de l'écosystème. Les types fonctionnels sont représentés à l'aide de la Classification C–S–R des espèces végétales: C (compétiteur), S (tolérant au stress) et R (rudéral). Il existe de nombreux intermédiaires, mais à chacun des trois extrêmes Un avantage concurrentiel les plantes ont une forte probabilité de croissance végétative dans des conditions de ressources élevées et de faibles perturbations ; tolérant au stress les plantes ont une forte probabilité de survivre à de faibles ressources et à de faibles perturbations ; et rudéral les plantes ont une forte probabilité de croissance à partir de graines dans des conditions de ressources élevées et de perturbations élevées. Aucun type de plante ne peut survivre à de faibles ressources et à de fortes perturbations. Chacun des 19 types fonctionnels occupe sa propre partie caractéristique de l'espace RSE.

Les auteurs ont utilisé des méthodes de modélisation des automates cellulaires (CA) pour trouver un ensemble minimal de conditions et de processus pouvant soutenir une biodiversité élevée à long terme. L'AC caractérise la croissance, l'entretien et la régénération de chaque type de plante en fonction de sa sensibilité à la variation de la disponibilité des ressources et aux perturbations physiques.

"Nous avons émis l'hypothèse que trois facteurs seraient nécessaires pour soutenir la diversité végétale", explique Hunt. "Il s'agissait de l'existence d'une gamme de types fonctionnels, de l'hétérogénéité dans la disponibilité des ressources et des perturbations, et de l'invasion par des propagules provenant d'une source externe."

Les simulations ont commencé avec des usines virtuelles représentant les 19 types fonctionnels dans des proportions égales. Des facteurs environnementaux sous forme de ressources et de perturbations ont ensuite été appliqués au hasard, seuls ou en combinaison, sur 1,000 XNUMX cycles de vie pour déterminer si chaque plante maintiendrait sa présence, croîtrait ou déclinerait. La biodiversité de chaque résultat a été mesurée.

Le modèle CA a confirmé que des schémas réalistes et à long terme de biodiversité végétale pouvaient être maintenus en incluant une gamme de types fonctionnels, en manipulant les ressources et les perturbations externes et en autorisant les propagules envahissantes. Si chacun de ces leviers était individuellement en mesure de favoriser temporairement la biodiversité végétale, tous les trois étaient simultanément nécessaires à son maintien à long terme.

« La modélisation informatique nous permet de reproduire des dynamiques communautaires complexes sur une multiplicité de générations. Il est rarement possible d'explorer l'émergence de processus évolutifs de haut niveau comme ceux-ci dans le monde physique », explique Hunt.