Les plantes urbaines évoluent pour faire face au stress thermique

La prévalence de surfaces imperméables et les températures plus élevées qui en résultent dans les zones urbaines, appelées îlots de chaleur, ont un impact sur l’évolution de plantes et dans son adaptation au stress thermique.

Selon une étude publiée dans la revue Avancées scientifiquesdes scientifiques dirigés par Yuya Fukano, professeur agrégé à l’École d’horticulture de l’Université de Chiba (Japon), ont étudié Comment la chaleur urbaine affecte-t-elle la couleur des feuilles des plantes ? Oxalis corniculé, également connue sous le nom d’oseille rampante.

Cette plante a des feuilles de différentes couleurs, du vert au rouge, et on la trouve dans les espaces urbains et non urbains du monde entier. Les recherches suggèrent que ces variations de couleur constituent une adaptation évolutive visant à protéger la plante du stress environnemental.

De plus, les pigments rouges (anthocyanes) présents dans les feuilles atténuent les dommages induits par la chaleur et la lumière en interceptant la lumière et en formant des antioxydants.

Le sol de la Terre a été transformé

L’urbanisation et les activités humaines ont transformé une proportion importante des terres émergées de la Terre, conduisant à la formation d’environnements urbains. Ces environnements urbains sont des habitats artificiels qui imposent souvent diverses pressions sélectives sur leurs habitants.

Une caractéristique clé de ces environnements est la présence de surfaces imperméables et retenant la chaleur créées à partir de brique, de pierre, d’asphalte et de béton. Ces surfaces forment des îlots de chaleur urbains, c’est-à-dire des régions où les températures de surface sont élevées.

Un résultat inattendu du stress thermique est son impact sur le comportement, la physiologie et les trajectoires évolutives des organismes résidents.

Bien que plusieurs études aient étudié le rôle du stress thermique urbain dans l’évolution animale, ses effets sur l’évolution des plantes restent largement inexplorés. Pour étudier cette théorie évolutionniste, le Dr Yuya Fukano et son équipe ont mené des observations sur le terrain de la répartition des couleurs des feuilles de l’oseille rampante, dans des régions urbaines et non urbaines, à l’échelle locale, paysagère et mondiale.

“Nous avons remarqué que les variantes à feuilles rouges de l’oseille rampante poussaient généralement à proximité de surfaces imperméables dans les zones urbaines, mais rarement sur les terres agricoles ou les espaces verts dans et autour de la ville”, a expliqué Fukano, commentant ses observations dans un communiqué.

Lien entre urbanisation et variations des plantes

L’équipe a identifié un modèle dans lequel les variantes à feuilles vertes du liseron dominaient les espaces verts, tandis que leurs homologues à feuilles rouges dominaient les zones urbaines de Tokyo, à la fois localement et du point de vue du paysage. Après un examen plus approfondi d’une base de données en ligne, l’équipe a constaté que ces résultats géographiques étaient cohérents dans le monde entier, confirmant un lien entre l’urbanisation et les variations de couleur des feuilles d’oseille rampante.

Cela a motivé l’équipe à quantifier les avantages adaptatifs de ces variations de couleur des feuilles en examinant leur influence sur la croissance de la biomasse et la capacité photosynthétique dans des conditions de stress thermique et sans stress thermique dans des expériences de culture contrôlées et non contrôlées.

Grâce à ces expériences, l’équipe a découvert que les variantes à feuilles rouges présentaient des taux de croissance plus élevés et une plus grande efficacité photosynthétique à des températures élevées, tandis que les variantes à feuilles vertes prospéraient à des températures plus basses.

En conséquence, les variantes à feuilles rouges ont tendance à prospérer dans les zones urbaines à faible densité végétale en raison de leur forte tolérance au stress. L’inverse se produit avec leurs homologues à feuilles vertes, qui font preuve d’une plus grande compétitivité en matière de croissance dans les espaces verts luxuriants.

Même si ces résultats ne changeront pas grand-chose dans l’immédiat, cette étude présente l’un des exemples les plus populaires d’évolution continue que l’on puisse observer dans les zones urbaines.