vendredi 8 avril 2016

62- L'esprit des plantes -4- Stratégie

L'ESPRIT DES PLANTES : STRATÉGIE


Le 1er décembre. la prestigieuse Université de Princeton publiait, sur sa page web, un article intitulé "Theory of "smart" plants may explain the evolution of global ecosystems" (La théorie des plantes "intelligentes" pourrait expliquer l'évolution des écosystèmes généraux), et publié peu de temps auparavant dans la très sérieuse revue Nature Plants.

https://www.princeton.edu/main/news/archive/S44/88/96G13/index.xml?section=topstories


Plantes intelligentes?
L'auteur de la théorie, Lars Hedin, professeur et directeur du département d'écologie et de biologie évolutive de Princeton déclare "notre théorie explique les biomes selon l'idée novatrice que nous devons considérer que les plantes sont intelligentes et capables d'élaborer des stratégies". Il dit aussi "C'est une théorie globale qui explique pourquoi les biomes diffèrent en conditions nutritionnelleset dans leurs capacités à répondre aux perturbations et à absorber le dioxyde de carbone de l'atmosphère".
Pour ceux qui ne  le savent pas, un biome ou aire biotique est "un ensemble d'écosystèmes, caractéristique d'une aire biogéographique  et nommé à partir de la végétation et des espèces animales qui y prédominent et y sont adaptées" (définition de Wikipédia).

La théorie se fonde sur l'observation des plantes, de la famille des légumineuses pour la plupart, qui ont las capacité d'extraire de l'air l'azote indispensable à leur développement, alors que les autres plantes doivent l'extraire du sol.


Le rhizobium sur racines (extrait de The Oxford Journal)

"Ces plantes, connues comme fixatrices d'azote, utilisent des sécrétions pour inviter des bactéries du sol appelées rhizobium, à infecter leurs cellules racinaires. En échange des carbohydrates que la plante produit par la photosynthèse, le rhizobium convertit l'azote de l'air en un fertilisant sous la forme dont la plante hôte a besoin, dont l'excès créera éventuellement un cycle d'azote au bénéfice des plantes avoisinantes".
Lars hedin explique: "On pense généralement que les plantes répondent passivement à leur environnement, mais nous avons découvert qu'en fait elles peuvent élaborer des stratégies. Notre théorie suggère que la distribution des fixatrices d'azote à travers le biome, et leur grand succès dans les forêts tropicales, est le résultat de l'évolution des stratégies de plantes "intelligentes" dans ces conditions en particulier".

L'étude a travaillé sur deux situations climatiques différentes.
D'une part les forêts tropicales, et d'autre part les forêts tempérées et boréales. Leur rôle dans ces deux situations est directement lié à la récupération des sols perturbés (inondations, glissements de terrain, incendies, etc.)

Dans les forêts tropicales, les sols sont naturellement riches en azote, et paradoxalement, les légumineuses sont extraordinairement puissantes, nombreuses et diverses. Elles utilisent leurs capacités d'auto-génération d'azote pour s'alimenter abondamment dans leur phase juvénile, ce qui leur permet de dominer. Dans le même temps, l'azote généré en excès est largement utilisé par les plantes voisines qui en profitent pour avoir une croissance également puissante. Ceci explique l'extraordinaire capacité des forêts tropicales à reconquérir en un temps record les zones dévastées ou abandonnées par les humains.
Ensuite, la production d'azote devenant excessive, elles "l'éteignent", afin d'économiser l'énergie que leur demande l'échange avec le rhizobium afin de la rediriger vers leurs besoins de croissance, dans leur lutte pour l'énergie solaire, dans un milieu où l'épaisseur de végétation est un facteur limitant. Ceci leur permet de vivre de très nombreuses années. C'est une stratégie de croissance puissante, dans laquelle la fixatrice d'azote favorise d'abord la croissance générale du biome en générant une forte quantité d'azote. Puis elle réduit ou stoppe cette action "altruiste" et fatigante pour se maintenir en situation de domination.

Dans les forêts tempérées et boréales, où les sols sont beaucoup plus pauvres en azote et plus lents à se régénérer, les scientifiques s'attendaient à voir une claire dominance des légumineuses. Pourtant il n'en est rien. En fait elles utilisent leurs capacités d'une autre manière. Elles sont présentes, bien sûr, mais de manière beaucoup plus anecdotique. Leur rôle devient fondamental en situation où il faut régénérer les sols, après un incendie par exemple. elles vont utiliser une stratégie différente, dans laquelle elles vont produire une grande quantité d'azote en phase juvénile, afin de permettre à leur entourage non générateur d'azote de se refaire une santé. Mais dans ces sols plus pauvres, les légumineuses "n'éteignent" pas pas la génération d'azote, au point qu'elles s'épuisent à la tâche et se font dominer par les autres espèces dans la lutte pour la lumière du soleil. Cette stratégie destinée à aider à la survie des autres espèces et du biome en général, finit par être contreproductive, puisqu'avec l'épuisement des légumineuses et leur disparition progressive, les sols finissent par recommencer à s'appauvrir.

"Les plantes tropicales fixatrices d'azote sont suffisamment intelligentes pour savoir quand utiliser la coûteuse fixation de l'azote pour la compétition avec les plantes voisines, et quand l'éteindre, comme si elles étaient des êtres sensoriels", explique Lars Hedin. "Les plantes fixatrices d'azote en zones non tropicales sont initialement super compétitives, mais elles finissent par creuser leur propre tombe. En effet leur fixation n'est pas stratégique sur le long-terme, elles répartissent l'azote autour d'elles pour leurs voisines, et ces mêmes voisines finissent par les dominer".


Benjamin Houlton, professeur de biogéochimie terrestre à l'Université de Davis (qui n'a pas participé à ces recherches) estime que ces travaux vont permettre d'avancer dans la "recherche d'une théorie évolutive cohérente pour l'écologie". Il ajoute que ces plantes pourraient être capables de s'adapter au réchauffement climatique.


Illustration de César Mejías pour l'article de El Definido.


Comme le dit en conclusion l'article chilien de El Definido (en espagnol) sur ce même sujet

http://www.eldefinido.cl/actualidad/mundo/6186/Nueva-teoria-sugiere-que-plantas-son-capaces-de-tomar-decisiones-estrategicas/

"Qu'est-ce que ça signifie pour nous, les humains? Que si un jour nous commençons à subir les conséquences des changements climatiques, il vaudra mieux que nous soyons entourés de plantes tropicales fixatrices d'azote".

Ceci nous conduit à penser que les végétaux sont organisés en sociétés, les biomes, dans lesquelles chaque plante ou groupe de plantes joue un rôle particulier, utile à l'ensemble du biome, et dans lesquelles des luttes de pouvoir existent, variables selon les conditions environnantes.
Tiens, ça me rappellerait bien un peu les sociétés animales et huamines, non?

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