Les plantes sont des organismes incroyablement complexes capables de répondre à la fois aux moteurs biotiques et abiotiques. Pour comprendre comment les plantes réagissent, nous nous concentrons traditionnellement sur les caractéristiques aériennes telles que la taille de la tige ou le feuillage. Cependant, la compréhension des caractéristiques souterraines telles que la morphologie des racines et l'absorption des nutriments est tout aussi importante. Dans un article récent de Mengesha Asefa et ses collègues, les botanistes ont examiné comment les traits des plantes aériennes et souterraines interagissent les uns avec les autres. Leur article, publié dans Annals of Botany, examine également comment ces traits répondent aux gradients d'humidité du sol et à la compétition intraspécifique, compétition avec des plantes de la même espèce.
L'étude aborde le « spectre de l'économie des plantes ». C'est une théorie qui dit que les plantes ont le choix. Ils peuvent se développer rapidement pour rassembler des ressources ou conserver leurs réserves, en se développant lentement mais aussi en se préparant à des temps difficiles. Écrire dans un commentaire, Monique Weemstra et Oscar Valverde-Barrantes disent :
La théorie du « spectre de l'économie des plantes » prédit que l'expression des traits d'une espèce à l'autre reflète un compromis fondamental entre l'utilisation efficace des ressources et la conservation (Reich, 2014), résultant en deux stratégies écologiques distinctes. Il suppose en outre que le succès de ces stratégies dépend de l'environnement des ressources et que ces compromis se présentent de manière similaire au-dessus et au-dessous du sol. Par exemple, les espèces à croissance rapide dans des environnements riches en ressources auraient des feuilles efficaces et rapides (par exemple, une surface foliaire et des racines spécifiques élevées (par exemple, une longueur spécifique élevée des racines) pour une acquisition rapide des ressources, tandis que les espèces tolérantes au stress auraient des feuilles lentes et longues. feuilles et racines vivantes pour conserver les ressources et augmenter les taux de survie sur les sites à faibles ressources (Reich, 2014). Les preuves s'accumulent, cependant, que ces relations sont plus complexes qu'on ne le suppose ; par exemple, la surface foliaire spécifique et la longueur spécifique des racines ne sont souvent pas corrélées d'une espèce à l'autre (Weigelt et al., 2021).
Weemstra & Valverde-Barrantes 2022
Asefa et ses collègues ont examiné la réaction des plantes en cultivant cinq espèces d'arbres tropicaux différentes dans une serre et en les surveillant pendant 16 semaines. Pour créer un gradient d'humidité du sol, ils ont fourni aux semis différents niveaux d'humidité du sol. Le niveau bas était de 10 % (sécheresse), le niveau moyen était de 25 % et le niveau élevé était de 35 % (bien arrosé). Ils ont également inclus la compétition intraspécifique pour voir comment les plantes réagissaient à leurs voisines. Une fois les 16 semaines écoulées, ils ont mesuré une variété de traits à la fois au-dessus et au-dessous du sol pour analyser les résultats.
Les botanistes ont découvert que les traits aériens de l'espèce étaient cohérents avec le spectre économique des feuilles, tandis que les traits souterrains présentaient des schémas contrastés en fonction de l'humidité du sol. Dans des conditions bien arrosées, ils ont observé une surface foliaire spécifique et une surface foliaire totale élevées, tandis que dans des conditions de sécheresse, ils ont trouvé une teneur élevée en matière sèche des feuilles, une épaisseur des feuilles et une teneur en matière sèche des tiges élevées. Il a également été constaté que la compétition intraspécifique influençait à la fois les traits aériens et souterrains, mais interagissait avec l'humidité du sol pour n'affecter que les traits souterrains. Ces résultats démontrent que l'humidité du sol peut avoir un impact significatif sur les traits aériens et souterrains et peut être utilisée pour mieux comprendre les réponses fonctionnelles des plantes à leur environnement.
La recherche a révélé que la relation entre les caractéristiques des plantes aériennes et souterraines est plus complexe qu'on ne le pensait auparavant. En particulier, ils ont découvert que les caractéristiques des plantes associées aux caractéristiques souterraines, telles que la croissance des racines, ne peuvent pas être déduites des caractéristiques aériennes telles que la taille des feuilles. Cette déconnexion indique que plusieurs axes d'utilisation des ressources sont nécessaires pour comprendre comment les plantes interagissent avec leur environnement. L'étude a également révélé que la corrélation entre les traits des feuilles et des racines est très variable, ce qui suggère que les relations entre les traits des plantes sont hautement multidimensionnelles. Les auteurs concluent :
Le manque de corrélations cohérentes entre les traits aériens et souterrains à travers les gradients d'humidité du sol peut limiter l'utilité du spectre économique des plantes dans les communautés végétales. Nos résultats sont cohérents avec l'hypothèse d'équilibre fonctionnel selon laquelle les plantes allouent relativement plus de biomasse à l'organe qui rencontre des ressources limitées pour la croissance. Dans l'ensemble, nos résultats démontrent que les plantes peuvent utiliser une gamme de stratégies écologiques en réponse à divers changements environnementaux, ce qui est cohérent avec la découverte de Castoréna et al. (2022) que les espèces ont différentes façons de coordonner les traits pour utiliser les ressources dans lesquelles, en moyenne, elles gagnent une quantité similaire de carbone par masse corporelle au cours de leur durée de vie. Placer davantage de traits physiologiques et anatomiques aériens et souterrains dans le contexte de multiples facteurs biotiques et abiotiques aidera à mieux comprendre les stratégies fonctionnelles des plantes dans le cadre du changement environnemental global.
Asefa et al. 2022/XNUMX/XNUMX
LIRE L'ARTICLE
Asefa, M., Worthy, SJ, Cao, M., Song, X., Lozano, YM et Yang, J. (2022) "Les caractéristiques des plantes aériennes et souterraines ne sont pas cohérentes en réponse à la sécheresse et aux traitements de compétition, " Annals of Botany, 130(7), p. 939–950. Disponible à: https://doi.org/10.1093/aob/mcac108.
