Le changement climatique constitue l’un des défis les plus urgents auxquels sont confrontés l’humanité et le monde naturel. Cela affecte la répartition et la diversité des espèces végétales, ce qui a de profondes répercussions sur les services écosystémiques, la sécurité alimentaire et le bien-être humain.
Cependant, il n’est pas facile de prédire comment les plantes réagiront aux conditions environnementales changeantes, car de nombreux facteurs entrent en jeu, tels que la température, les précipitations, le sol et la compétition.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature propose un changement de paradigme concernant les cycles de vie du monde végétal et utilise le Big Data pour prédire l’impact futur du changement climatique sur la répartition mondiale des plantes annuelles et vivaces.
L’étude a été dirigée par le Dr Niv DeMalach de la Faculté Robert H. Smith d’agriculture, d’alimentation et d’environnement de l’Université hébraïque de Jérusalem ; le professeur Itay Mayrose de la Faculté des sciences de la vie George S. Wise de l’Université de Tel Aviv ; et le Dr Tyler Poppenwimer, ancien étudiant postdoctoral à l’Université hébraïque et à l’Université de Tel Aviv et maintenant chercheur à la FDA.
Que sont les plantes annuelles et vivaces ?
Les espèces végétales peuvent être différenciées en plantes vivaces (plantes qui vivent généralement plus d’un an) et annuelles (plantes qui terminent leur cycle de vie au cours d’une seule saison de croissance et meurent après avoir produit des graines).
La grande majorité des espèces présentes dans la nature sont des plantes vivaces, car cette catégorie comprend des graminées ainsi que des arbres et des buissons, et elles sont très importantes pour l’écosystème dans son ensemble en raison de leur rôle central dans la modération des changements climatiques dans l’ensemble de ce système et dans la prévention de l’érosion des sols et de la pollution. inondation.
Parmi les cultures, les chiffres sont inversés, les annuelles occupant environ 70 % des terres agricoles et constituant environ 80 % des aliments consommés par les humains.
En effet, les plantes annuelles produisent plus efficacement des graines, qui sont une source de glucides et de protéines et constituent l’épine dorsale de l’alimentation humaine.
Depuis des décennies, les scientifiques s’intéressent aux facteurs influençant la répartition et les cycles de vie des plantes vivaces et annuelles, ainsi qu’à la compétition entre les deux, afin de comprendre les lois de la nature et l’adaptation des différentes espèces aux conditions environnementales.
Divers modèles mathématiques ont été développés pour décrire les conditions qui affectent les plantes vivaces et annuelles, mais ils n’ont pas été testés par rapport à des données empiriques à l’échelle mondiale.
Comment les chercheurs ont-ils créé une base de données unique sur les cycles de vie des plantes ?
Les chercheurs ont créé une nouvelle base de données mondiale unique, qui permet d’établir la prévalence de différents cycles de vie dans le monde.
Il utilise des outils empiriques et des mégadonnées pour examiner les paradigmes théoriques sur la manière dont les perturbations humaines affectent les plantes annuelles et leur répartition mondiale.
La base de données rassemble pour la première fois en un seul endroit des données sur le cycle de vie de quelque 235 000 espèces (67 % des espèces connues de la science), qui ont été collectées au cours des 80 dernières années à partir de diverses sources à travers le monde, dont des millions d’espèces. observations d’espèces à travers le monde12:27.
La base de données permet aux chercheurs d’examiner la relation entre les cycles de vie des plantes et divers facteurs environnementaux, tels que la température, les précipitations, la saisonnalité, le sol, l’altitude et la densité de la population humaine.
Les chercheurs ont utilisé des méthodes statistiques et des algorithmes d’apprentissage automatique pour analyser les données et identifier les modèles et les tendances expliquant la répartition mondiale des plantes annuelles et vivaces.
Qu’ont découvert les chercheurs sur l’impact du changement climatique sur le cycle de vie des plantes ?
Les chercheurs ont découvert que les plantes annuelles sont courantes dans les régions où les étés sont marqués par des températures particulièrement élevées et de faibles précipitations.
Cela contraste avec la vision précédemment acceptée, qui ne considérait pas les saisons de l’année comme un paramètre pertinent et se concentrait uniquement sur les moyennes annuelles de température et de précipitations.
Les chercheurs ont également découvert que les plantes annuelles devraient bénéficier davantage de l’augmentation de la densité de la population humaine due au changement climatique, ce qui pourrait s’avérer dévastateur pour l’écosystème.
En effet, les plantes annuelles sont plus résilientes aux perturbations et peuvent coloniser rapidement de nouveaux habitats, tandis que les plantes vivaces sont plus sensibles et nécessitent des conditions plus stables pour survivre et se reproduire.
Les chercheurs suggèrent que leurs découvertes ont des implications importantes pour la conservation et la gestion de la biodiversité végétale, ainsi que pour l’agriculture et la sécurité alimentaire.
Ils recommandent que les décideurs politiques et les praticiens prennent en compte les effets du changement climatique et des perturbations humaines sur le cycle de vie des plantes, et élaborent des stratégies pour protéger et rétablir l’équilibre entre les plantes annuelles et vivaces dans différentes régions du monde.
Les chercheurs espèrent que leur base de données et leur étude constitueront une ressource précieuse pour les recherches futures sur l’écologie et l’évolution des plantes, et inspireront davantage de collaboration et de partage de données entre scientifiques et institutions du monde entier.
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