Les peupliers faux-trembles qui survivent à une sécheresse ne se contentent pas de rebondir lorsque la pluie revient. Une étude de l’Université de l’Utah a révélé que le peuplier faux-tremble stressé par la sécheresse avait modifié la chimie de ses feuilles dans les années qui ont suivi, en créant des composés qui dissuadent les insectes mangeurs de feuilles tout en réduisant d’autres qui aident à repousser les microbes.
La recherche, publiée dans New Phytologist, décrit ce que l’équipe appelle une mémoire fonctionnelle de la sécheresse. Les résultats ont été soulignés dans un communiqué de l’Université de l’Utah le 13 octobre, suite à la publication en ligne du journal en septembre.
Les enjeux s’étendent à tout l’Ouest américain. Le tremble est l’arbre de l’État de l’Utah, l’un des arbres les plus répandus en Amérique du Nord, et la disparition du tremble liée à la sécheresse inquiète les gestionnaires des terres du Colorado et des États voisins depuis près de deux décennies.
Trois ans de sécheresse contrôlée à Salt Lake City
L’expérience a eu lieu au jardin expérimental de recherche en biologie de l’université, dans les contreforts de Wasatch, à l’est du campus de Salt Lake City. Les chercheurs ont cultivé du tremble à partir de porte-greffes collectés sur des sites de montagne à environ 9 000 pieds au-dessus du niveau de la mer dans cinq forêts nationales de l’Utah et du Colorado.
De 2021 à 2023, l’équipe a contrôlé la quantité d’eau reçue par différents arbres, imitant une gamme de niveaux de sécheresse. Chaque année, ils récoltaient les feuilles fin août et analysaient leur chimie.
L’étude a été codirigée par les professeurs de biologie Talia Karasov et William Anderegg, avec l’étudiant diplômé Aubrey Hawks, en collaboration avec une équipe d’étudiants chercheurs et un chimiste du département de chimie de l’université. » a déclaré Karasov, expliquant que l’équipe avait décidé de suivre ce qui arrive aux arbres longtemps après la fin d’une période de sécheresse.
Plus d’insectifuge, moins de combattants microbiens
Dans les années qui ont suivi la sécheresse, les arbres stressés contenaient des niveaux plus élevés de glycosides phénoliques salicinoïdes, des produits chimiques qui découragent les insectes et autres animaux de manger les feuilles de tremble. Des niveaux plus élevés de ces composés étaient associés à moins de dommages à la canopée des arbres.
Les salicinoïdes appartiennent à la même grande famille chimique que l’acide salicylique, un proche parent de l’ingrédient actif de l’aspirine, et ils sont courants dans le tremble, le saule et le peuplier. Pour une chenille ou un coléoptère, ils rendent les feuilles amères et plus difficiles à digérer – un pesticide intégré que l’arbre peut augmenter ou diminuer.
L’effet est important car ces produits chimiques constituent une partie importante de la feuille de tremble. Karasov a déclaré qu’ils peuvent représenter jusqu’à 20 % de la masse d’une feuille séchée, et des recherches antérieures ont montré que même une petite augmentation peut réduire l’alimentation des insectes jusqu’à 25 %. dit-elle.
Dans le même temps, les arbres exposés à la sécheresse produisaient moins de tanins condensés, des composés qui aident à protéger les feuilles contre les microbes. Les changements dans la chimie des feuilles étaient également liés à des changements dans les champignons vivant sur les feuilles. Les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve qu’investir davantage dans la défense contre les insectes ralentissait la croissance des arbres.
Morts retardées dans tout l’Ouest
Les forestiers ont remarqué depuis longtemps que les dégâts causés par la sécheresse apparaissent souvent tardivement. Les arbres peuvent paraître en bonne santé pendant une année sèche, puis décliner ou mourir une ou plusieurs années plus tard. Karasov a déclaré que les conditions au cours de l’année de sécheresse n’expliquent pas à elles seules toute la mortalité tardive observée dans les forêts.
Le Service forestier des États-Unis a documenté cette tendance chez le tremble. Les chercheurs ont décrit ce qu’ils ont appelé le déclin soudain du tremble dans le sud-ouest du Colorado en 2008, émettant l’hypothèse qu’une sécheresse aiguë et chaude avait déclenché un dépérissement rapide, les chancres et les insectes foreurs achèvent les arbres affaiblis. Les peuplements situés sur des pentes de faible altitude exposées au sud et présentant des sols secs étaient parmi les plus vulnérables.
Les nouvelles découvertes suggèrent une pièce possible de ce puzzle. Si la sécheresse déplace les défenses d’un arbre vers les insectes et les éloigne des microbes, cela pourrait modifier les menaces auxquelles l’arbre pourra résister au cours des années suivantes. » dit Anderegg.
Une étude de jardin, pas encore une prévision forestière
L’étude présente des limites importantes. Elle a été réalisée dans un seul jardin expérimental pendant trois ans, et non dans des forêts sauvages, et elle n’établit pas si les déplacements chimiques aident ou nuisent à la récupération globale du tremble. Le communiqué ne fait pas état des concentrations chimiques spécifiques ni du schéma exact des années de sécheresse, et les chercheurs décrivent les changements d’une année à l’autre comme une adaptation possible aux conditions sèches plutôt que comme une adaptation prouvée.
Néanmoins, ces travaux changent la façon dont les gestionnaires forestiers envisagent la sécheresse. Une année sèche peut laisser une empreinte chimique dans les feuilles d’un arbre qui persiste bien après la récupération du sol, déterminant ainsi sa résistance aux insectes et aux maladies. Cela est important pour tous ceux qui gèrent des peuplements de trembles, du personnel forestier national aux éleveurs dont les pâturages comprennent des tremblaies.
Pour les propriétaires de Salt Lake City, de Denver et d’autres villes occidentales qui cultivent du tremble dans leurs jardins, l’étude rappelle que le stress dû à la sécheresse a des effets persistants. Suivre les conseils des services de vulgarisation locaux sur l’arrosage pendant les périodes de sécheresse peut réduire le stress – et surveiller les dommages aux feuilles ou les chancres au cours des saisons qui suivent une sécheresse peut détecter rapidement les problèmes.
L’étude a été financée par les National Institutes of Health, la National Science Foundation, l’USDA National Institute of Food and Agriculture et plusieurs fondations, et les auteurs n’ont déclaré aucun intérêt concurrent. En fin de compte, le tremble semble conserver une mémoire chimique de la sécheresse dans les saisons futures, et la prochaine étape de la recherche consiste à déterminer si cette mémoire aide les forêts occidentales à survivre à un avenir plus sec ou si elles les exposent de nouvelles manières.
Ce que les lecteurs veulent savoir
Qu’a révélé l’étude sur le tremble ?
Le tremble exposé à la sécheresse a produit davantage de produits chimiques foliaires qui dissuadent les insectes et moins de tanins qui combattent les microbes dans les années qui ont suivi la sécheresse, un changement que les chercheurs appellent une mémoire fonctionnelle de la sécheresse.
Où les recherches ont-elles été effectuées ?
Au jardin expérimental de recherche en biologie de l’Université de l’Utah, dans les contreforts à l’est de Salt Lake City, utilisant des trembles provenant de cinq forêts nationales de l’Utah et du Colorado.
Pourquoi est-ce important pour les forêts ?
Les dégâts dus à la sécheresse apparaissent souvent des années plus tard. Les changements dans les défenses chimiques d’un arbre pourraient affecter les insectes et les maladies auxquels il peut résister après une période de sécheresse.
Les défenses supplémentaires ont-elles ralenti la croissance des arbres ?
Les chercheurs n’ont trouvé aucune preuve que l’augmentation des investissements dans la défense réduisait la croissance.
Cela signifie-t-il que les forêts de trembles sont à l’abri de la sécheresse ?
L’étude a été réalisée dans un seul jardin sur trois ans et ne montre pas si les changements chimiques contribuent ou nuisent à la survie à long terme.
Que peuvent faire les propriétaires de trembles?
Suivez les conseils de vulgarisation locale sur l’arrosage pendant les périodes sèches et surveillez les dommages aux feuilles ou les chancres au cours des saisons qui suivent une sécheresse.
