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Posté par Isabelle le Mardi 23/05/2017 à 00:00
La diversité des plantes maximise le fonctionnement des écosystèmes
Pour mieux comprendre les liens existant entre le fonctionnement des écosystèmes et la biodiversité une équipe internationale composée notamment de chercheurs du Centre d'études biologiques de Chizé (CEBC-CNRS/Univ. La Rochelle) vient de quantifier pour la première fois combien de diversité végétale est nécessaire au fonctionnement des écosystèmes terrestres. Cette étude conduite au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des...) des écosystèmes secs de la planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...) sur les cinq continents (incluant des steppes continentales, des maquis méditerranéens, des savanes, des forêts sèches, mais aussi des déserts) est publiée le 18 avril 2017 dans Nature Ecology and Evolution.


Maquis et steppes au sud de l'Espagne (Cabo de Gata, Almeria). Ces écosystèmes pourraient subir les effets de la désertification (La désertification est un phénomène naturel ou non qui a pour origine des variations climatiques et/ou les conséquences d'activités...) avec le changement climatique. © Beatriz Gozalo

Dans cette étude, les chercheurs se sont intéressés à plusieurs facettes de la diversité végétales: le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'espèces, leur abondance, mais aussi la diversité des caractères morphologiques et physiologiques des plantes (appelés "traits fonctionnels" des plantes). "Historiquement la communauté scientifique s'est principalement intéressée à l'effet du nombre d'espèces sur le fonctionnement des écosystèmes. Dans notre étude, nous avons également considéré la diversité des traits des espèces, par exemple la distribution des hauteurs de plantes ou bien la distribution des caractéristiques structurelles des feuilles dans les couverts végétaux, parce que les traits sont directement impliqués dans la capacité des plantes à acquérir, à conserver et à recycler les ressources de leur environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...) comme l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) ou les nutriments du sol" nous explique Nicolas Gross, premier auteur de l'étude et chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant...) à l'INRA au Centre d'Etude Biologique de Chizé (Unité sous contrat CNRS-INRA) et qui a réalisé un séjour de deux ans en Espagne à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études...) Rey Juan Carlos (URJC, Madrid) dans le cadre de cette étude grâce au programme européen de mobilité des chercheurs Agreenskills+ coordonné par l'INRA.

Les auteurs ont ensuite corrélé la diversité des plantes des zones arides de la planète à plusieurs fonctions écosystémiques comme la productivité végétale, ou la capacité des sols à transformer les nutriments: ces fonctions sont intimement reliées avec des services écosystémiques clés des zones arides comme la fertilité (Pour le sens commun, la fertilité désigne à la fin du XXe siècle la capacité des personnes, des animaux ou des plantes à produire une descendance...) des sols, la production de nourriture, la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la...) ou encore la limitation de l'érosion. "Une étude s'intéressant au lien entre la diversité des traits des espèces et le fonctionnement des écosystèmes n'a jamais été réalisée à une échelle aussi vaste" nous prévient Fernando T. Maestre, Professeur d'écologie à l'URJC et coordinateur de l'étude (projet BIOCOM, financé par le conseil européen de la recherche).

Les conclusions de l'étude sont surprenantes: "La diversité des plantes n'est pas liée au hasard dans la nature, elle s'organise de la même manière, précise, et systématique (En sciences de la vie et en histoire naturelle, la systématique est la science qui a pour objet de dénombrer et de classer les taxons dans un certain ordre, basé sur...)" explique Yoann Pinguet, chercheur Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France sous le nom de Marie Curie, est une physicienne...) à l'URJC et co-premier auteur de l'étude: "Sur le large éventail d'écosystèmes étudiés, la diversité des traits est toujours plus importante pour le fonctionnement des écosystèmes que ce que l'on pourrait attendre par chance, en quelque sorte elle est maximisée!". L'étude montre que cette plus forte diversité de plantes est intrinsèquement reliée à la maximisation du fonctionnement des écosystèmes. "Ces résultats nous ont vraiment surpris, car nous comparons des écosystèmes composés d'espèces très différentes, aux histoires géologiques et climatiques contrastées comme des déserts steppiques en Chine et en Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et l'Océanie par le détroit de Béring et l'océan Pacifique; et à l'est, de l'Europe et de l'Afrique par l'océan Atlantique....) du Sud, des maquis du bassin méditerranéen ou bien des forêts australiennes. Pouvoir résumer simplement les liens complexes entre la biodiversité (La biodiversité est la diversité naturelle des organismes vivants. Elle s'apprécie en considérant la diversité des écosystèmes, des espèces, des populations et celle des...) et les écosystèmes à une échelle si large implique qu'il existe des règles générales qui organisent les écosystèmes de notre planète et que la biodiversité et le bon fonctionnement des écosystèmes sont intimement liés" nous explique Nicolas Gross. "Notre étude ne dit pas qu'il n'existe pas des situations où le fonctionnement des écosystèmes et sa diversité sont extrêmement faibles"- souligne Yoann Pinguet - "mais nos résultats suggèrent que les plantes, même dans des conditions difficiles, sont capables d'optimiser l'utilisation des ressources à travers une plus forte diversité".

En quantifiant une relation générale entre la diversité des plantes et le fonctionnement des écosystèmes sec de la planète, cette étude permet d'entrevoir de nouvelles perspectives pour anticiper l'impact des changements globaux sur ces écosystèmes et piloter des stratégies de gestions pour faire face à ces changements. "Nous avons quantifié pour la première fois combien de diversité est nécessaire à un fonctionnement optimale des écosystèmes" - raconte Pierre Liancourt, co-premier auteur et de l'étude chercheur à l'académie des sciences (Une académie des sciences est une société savante dont le rôle est de promouvoir la recherche scientifique en réunissant certains des chercheurs les plus éminents, en tenant des séances au cours desquelles des travaux sont présentés et...) de la République Tchèque. C'est pour cela que "La diversité des traits des plantes et leur distribution peuvent être utilisées pour évaluer le bon fonctionnement des écosystèmes et guider nos actions pour la conservation et la restauration de ces écosystèmes", souligne Nicolas Gross.

"Les écosystèmes secs abritent 38% de la population mondiale dont 90% sont localisés dans des pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la civitas qui subsiste...) en voie de développement dépendant de l'agriculture vivrière et de l'élevage, et donc des populations hautement dépendantes des ressources naturelles disponibles. Porter plus d'attention à la biodiversité peut garantir l'avenir des écosystèmes, et constitue par conséquent un enjeu de premier plan pour les sociétés humaines", termine Fernando Maestre.

Référence publication:
Functional trait diversity maximizes ecosystem multifunctionality, par Nicolas Gross, Yoann Le Bagousse-Pinguet, Pierre Liancourt, Miguel Berdugo, Nicholas J. Gotelli & Fernando T. Maestre publié dans Nature ecology & evolution le 18 avril 2017
DOI: 10.1038/s41559-017-0132

Contact chercheur:
Nicolas Gross, Centre d'études biologiques de Chizé (CEBC) - CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) / Univ. La Rochelle

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Source: CNRS-INEE