"Plus de dioxyde de carbone est bon pour les plantes" est une affirmation courante utilisée pour justifier l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone comme une bonne chose. Mais les plantes ne sont pas de simples machines de culture et équilibrent une chimie complexe sous la forme de métabolites secondaires. Ce sont les produits chimiques que les plantes créent pour combattre les infections, attirer les pollinisateurs ou signaler aux champignons mycorhiziens. De nouvelles recherches menées par Tao Li et ses collègues montrent qu'en raison de ces métabolites secondaires, l'augmentation de la concentration de dioxyde de carbone a une relation un peu plus complexe avec les plantes que certaines personnes ne le pensent.

L'étude couvre les produits chimiques fabriqués par les usines qui ne sont pas seulement de nouveaux morceaux de plantes. Ces produits chimiques régulent la façon dont une plante interagit avec d'autres organismes dans son environnement. Les odeurs de fleurs sont un métabolite secondaire. Perdre la capacité de les fabriquer ne va pas immédiatement tuer une plante. Cependant, même si plus de dioxyde de carbone rend une plante plus grande, cela n'aide pas à long terme si sa capacité à attirer les pollinisateurs est compromise.

Li et ses collègues ont examiné Calluna vulgaire, bruyère commune. « Nous avons mesuré les émissions de COV [composés organiques volatils] de C. vulgaris branches dans une lande tempérée et quantifié l'accumulation de composés phénoliques et de tanins condensés dans différents organes végétaux (feuilles, tiges et fleurs) sur deux saisons de croissance après 6 ans d'exposition à des manipulations climatiques réalistes », écrivent les auteurs.

"Nous avons émis l'hypothèse qu'en agissant de manière indépendante, les deux élevaient le CO₂ et la température augmenteront la production phénolique et les émissions de COV, probablement en stimulant l'assimilation et la croissance du carbone et en stimulant les activités des enzymes associées à la synthèse des composés. Nous nous attendions à ce que le stress hydrique réduise la production de composés phénoliques et les émissions de COV, via la suppression de la photosynthèse des plantes. En agissant de concert, CO élevé₂ et la température devraient montrer des réponses synergiques sauf avec la sécheresse. Alors que le CO₂ serait susceptible d'atténuer, au moins partiellement, les effets de la sécheresse, le réchauffement pourrait les aggraver en raison de l'évaporation accrue du sol et de la transpiration des plantes.

L'expérience a été menée à le projet CLIMAITE au Danemark. Ici, la bruyère poussait dans des parcelles de forme octogonale, certaines parcelles étant exposées à plus de dioxyde de carbone, certaines connaissant un réchauffement nocturne et d'autres une sécheresse d'un mois. "Les traitements ont été conçus pour représenter le scénario climatique probable pour le Danemark en 2075 avec 510 ppm de CO₂, une température minimale diurne élevée et une sécheresse estivale prolongée (mais seulement des changements mineurs dans les précipitations annuelles) », déclarent Li et ses collègues.

L'équipe a constaté qu'ils avaient un mélange de résultats. Certains étaient prévisibles. Composés phénoliques concentrés dans les fleurs et les feuilles des plantes, mais pas dans les tiges. Ces produits chimiques aident à protéger la plante des attaques, et vous vous attendez donc à les trouver dans les organes les plus importants pour la reproduction. Mais tout n'était pas comme prévu.

"Contrairement à notre hypothèse, nous avons trouvé peu ou pas d'effets d'un CO élevé₂ sur les teneurs en composés phénoliques dont les tanins condensés. Cela contraste fortement avec de nombreuses études empiriques et méta-analyses indiquant qu'une augmentation du CO₂ in augmentations générales HPLC-phénolique et condensé concentrations de tanins, mais est d'accord avec d'autres études observant le CO nominal₂ effets sur l'accumulation phénolique dans les tissus (Holton et al., 2003; Muntifering et al., 2006).

Mettre ensemble les divers effets d'un réchauffement climatique a rendu les résultats plus compliqués, disent les auteurs. "Bien que les deux CO élevés₂ et le réchauffement nocturne à lui seul a eu un impact mineur sur les réponses phytochimiques des C. vulgaris, des effets significatifs se sont manifestés dans leur interaction avec la sécheresse, comme l'indique le nombre presque égal de composés significativement affectés par des interactions à deux ou trois voies par rapport aux traitements à un seul facteur. Dans la plupart des cas, CO élevé₂ tendance à atténuer les effets négatifs de la sécheresse, tout comme le réchauffement nocturne, tandis que le CO élevé₂annulé les effets positifs du réchauffement.

"De plus, le CO élevé₂, le réchauffement nocturne et la sécheresse ont eu des effets à la fois directs et interactifs sur les profils chimiques des feuilles, comme l'a révélé l'analyse non ciblée basée sur le NIR.

"L'ampleur de ces interactions variait cependant considérablement avec les facteurs climatiques, les tissus végétaux et les composés chimiques, et au fil du temps, ce qui suggère que les réponses phytochimiques de C. vulgaris à la combinaison de CO élevé₂, le réchauffement et la sécheresse sont complexes.

La grande question sans réponse est de savoir comment ces changements vont interagir avec le reste de l'écosystème. Li et ses collègues avertissent que certains changements pourraient avoir des effets dramatiques. Un exemple qu'ils donnent est la réduction des composés phénoliques dans les feuilles de bruyère pendant la sécheresse. Avec moins de défense chimique, la plante pourrait bien devenir plus savoureuse pour les herbivores pendant les sécheresses, ajoutant plus de stress à un moment où les choses sont déjà difficiles. D'un autre côté, une réduction des COV pourrait rendre les plantes moins évidentes pour les herbivores, et il n'est pas clair s'il y aura un prochain avantage ou danger pour la bruyère.

Même si la bruyère bénéficie de l'augmentation du dioxyde de carbone, cela ne signifie pas que les plantes qui lui font concurrence s'en sortiront également bien, et cela aura des répercussions sur les espèces qui mangent et nichent dans ces autres plantes. Il semble peu probable que toutes les plantes bénéficient de plus de dioxyde de carbone.