Il y a autant de diversité dans les zones arides que dans les jungles ou les forêts | Science

Même le dictionnaire associe l’aridité à ce qui est stérile, stérile et infertile. Mais c’est une invention humaine, comme le démontre l’existence de millions et de millions d’arbres cachés dans les déserts. La réalité dans la nature est que la diversité végétale des zones arides est deux fois plus imaginative que celle des plantes des régions plus humides. Un travail d’une centaine de scientifiques publié dans la prestigieuse revue Natureavec des données provenant de centaines d’espèces des régions les plus sèches de la planète, a révélé que la variété des formes, des solutions et des réponses aux conditions les plus extrêmes dépasse de loin celle des espèces des zones humides.

« Alicante [zona árida] Il possède une plus grande diversité d’espèces que l’ensemble du Royaume-Uni réuni », rappelle catégoriquement le chercheur espagnol Fernando Maestre. Considéré comme l’un des plus grands experts mondiaux en matière de zones arides, Maestre est co-auteur de cette recherche qui brise les mythes. Il précise d’emblée que l’objectif des travaux n’était pas de quantifier s’il y avait plus ou moins d’espèces dans les zones sèches, mais plutôt leur variété fonctionnelle de formes. Pour ce faire, ils ont analysé jusqu’à 20 attributs différents, de la forme des feuilles à leur volume, en passant par la composition chimique, appelée élémentome, de la plante. Cette diversité qualitative dépasse celle observée dans les zones humides de la planète, notamment celles des latitudes tempérées.

« Alicante [zona árida] “Il possède une plus grande diversité d’espèces que l’ensemble du Royaume-Uni réuni.”

Fernando Maestre, chercheur à l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah d’Arabie saoudite

Les résultats des travaux, basés sur le prélèvement d’échantillons de centaines d’espèces provenant des déserts et des zones arides (climats chauds et froids), sont illustrés par le biologiste de l’Université Clermont Auvergne/INRAE ​​(France) Nicolas Gross : « Notre étude En gros, « il dit que si vous sélectionnez au hasard deux espèces dans un environnement aride, elles seront beaucoup plus différentes dans leur forme et leur fonction que deux espèces sélectionnées dans un climat plus tempéré. » Il est vrai que dans les régions arides de notre planète, celles en dessous de 400 mm de précipitations par an (Murcie dépasse rarement 316 mm par an), on constate une forte diminution du couvert végétal, de la richesse spécifique et l’apparition de vastes zones de sol nu. Mais, comme l’ajoute Gross, « ces espèces végétales présentent des différences surprenantes dans leurs traits morphologiques et physiologiques, ce qui signifie que ces environnements extrêmes sont fonctionnellement hyperdiversifiés ».

Comme le montrent des genres tels que les cactus ou les plantes succulentes, la variété des réponses à la sécheresse est plus grande que celle affichée dans des conditions humides. Outre leur diversité formelle, ils affichent également une plus grande variabilité dans leurs éléments. Confrontées à une pénurie d’eau et de macronutriments comme l’azote, les plantes des zones arides dépendent des combinaisons les plus diverses d’autres minéraux, comme le fer, le zinc, le sodium ou le potassium, pour survivre. Par exemple, certains ont développé des niveaux élevés de calcium, ce qui renforce les parois cellulaires et les protège contre le dessèchement. D’autres contiennent de fortes concentrations de sel, ce qui réduit la transpiration.

« L’alfa, dont nous avons prélevé des échantillons dans la péninsule ibérique, mais aussi du Maroc jusqu’en Libye, a les feuilles très repliées. Il protège ainsi ses stomates, les trous qu’il ouvre pour capter le CO₂, mais par lesquels il perd également de la vapeur d’eau », rappelle Maestre. Mais tout dans la conception de cette plante aux usages anciens est pensé pour profiter du peu d’eau disponible et réduire l’évapotranspiration. “Il profite de toute impulsion d’eau pour réaliser la photosynthèse”, ajoute-t-il. Et, comme si cela ne suffisait pas, « il est peu appétissant en raison de sa teneur élevée en carbone et en fibres, ce qui le rend peu appétissant pour les herbivores ; “Les chèvres et les moutons n’en mangent que lorsqu’ils n’ont rien d’autre”, complète le scientifique espagnol.

Une autre découverte de ces travaux est que la diversité des formes, des tailles et des fonctions des plantes arides explose lorsque l’aridité est plus grande. On supposait que, dans des conditions extrêmes, la tendance serait à la simplification, que l’aridité réduirait la diversité végétale par sélection, ne laissant que les espèces capables de tolérer une extrême pénurie d’eau et un stress thermique. Mais la réalité les a obligés à écarter cette hypothèse et à en opter pour une autre : ils ont constaté que la diversité des caractères augmente de façon abrupte et non linéaire en dessous du seuil des 400 mm de précipitations annuelles. Pour expliquer ce phénomène, les auteurs de l’étude suggèrent que la perte du couvert végétal conduit à ce qu’ils appellent le syndrome de la plante solitaire.

« Ces plantes solitaire “Ce sont ceux qui présentent un ensemble unique d’attributs morphologiques, chimiques et physiologiques qui les rendent fonctionnellement uniques”, souligne Gross. Leur hypothèse est que ces plantes rares peuvent persister dans un environnement aride car elles échappent aux espèces plus compétitives que l’on trouve dans des conditions climatiques plus productives. « C’est ce que nous appelons le syndrome des plantes solitaires, dans lequel la végétation dispersée dans les paysages les plus arides des zones arides présente un degré élevé de caractères uniques. Si l’on pense aux espèces de plantes des zones arides comme les cactus, les baobabs, les euphorbes… nous avons tous en tête des images de plantes arides étranges », conclut le scientifique français.

Pour les auteurs, cette richesse des réponses de la végétation des zones arides sera essentielle dans le changement climatique en cours et dans l’avancée de la désertification et de l’aridification mondiales. D’où la nécessité de quantifier pour la première fois à l’échelle mondiale la diversité des formes et des fonctions des plantes des zones arides à travers le monde. “Il s’agit d’une lacune critique, car la plupart des données dont nous disposons aujourd’hui sur la diversité des caractères végétaux proviennent de plantes domestiques et d’espèces de plantes sauvages provenant de climats plus tempérés, et ce malgré le fait que les zones sèches couvrent 45 % des superficies terrestres. » se souvient Gross. « De nombreuses régions arides sont très inhospitalières, peu de gens y vivent, elles étaient inaccessibles, elles ont été peu étudiées », précise son collègue Maestre. Le manque d’intérêt agricole ou extractif explique aussi cet oubli. « Traditionnellement, ils étaient considérés comme de peu de valeur. Si vous interrogez quelqu’un sur la biodiversité, il vous répondra par la forêt amazonienne ou une prairie suisse, alors que ce n’est pas le cas», conclut-il.

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