Comment étudier une fleur avec une durée de vie de 80 ans ?
En 1974, un étudiant diplômé du nom de David Inouye a marqué une petite plante dans une prairie alpine du Colorado avec une étiquette en aluminium. Quarante-trois ans plus tard, Inouye, aujourd'hui professeur émérite à l'Université du Maryland, attend toujours qu'elle fleurisse. « J'espère vivre assez longtemps », dit-il.
Quand nous pensons aux organismes qui vivent longtemps, nous pensons aux arbres. Le plus ancien être vivant connu, âgé de 5 067 ans, est un pin bristlecone du Grand Bassin du Nevada. « Le Président », un séquoia géant du parc national de Sequoia, aurait environ 3 200 ans. Il est intuitif de supposer que pour atteindre leur taille monumentale, ces arbres doivent vivre des siècles. Mais ce ne sont pas seulement les géants ligneux et coriaces qui sont là pour le long terme. Certaines des délicates fleurs sauvages que vous admirez lors d’une randonnée alpine pourraient être plus vieilles que vous.
Le projet de recherche lancé par Inouye il y a plus de quatre décennies au laboratoire de biologie des Rocheuses a révélé que certaines fleurs sauvages alpines vivent très longtemps. Par exemple, la plante de gentiane verte (Frasera speciosa) qu'il a étiqueté il y a si longtemps vit en moyenne 40 ans, et certains individus peuvent vivre jusqu'à 80 ans. Cela semble une durée de vie extraordinaire pour une fleur sauvage, mais cela pourrait être la règle plutôt que l’exception. Autre espèce qu'Inouye étudie, le tournesol Aspen (Hélianthella quinquenervis), peut également vivre aussi longtemps et ne commence à fleurir qu’à l’âge de huit à dix ans.
La durée de vie surprenante de ces plantes a des implications importantes pour notre compréhension des effets du changement climatique. Pour savoir si une population augmente ou diminue, il faut la compter à plusieurs moments dans le temps. Lorsque l’espèce que vous étudiez vit longtemps et ne se reproduit pas à un jeune âge, un scientifique a besoin de nombreuses années de données supplémentaires pour comprendre si elle est en plein essor ou en déclin.
La plupart des plantes alpines sont des plantes vivaces, explique Inouye. Si nous faisions l’effort de suivre les individus au fil du temps, nous constaterions probablement que la plupart vivent relativement longtemps. Mais pourquoi ces plantes vivent-elles jusqu’à un âge aussi avancé par rapport aux plantes vivaces que vous cultivez dans votre jardin, qui vivent rarement plus de 10 ans ? La différence est que les plantes des habitats alpins n’ont qu’une courte fenêtre de croissance. Une grande partie de l’année, ils sont enfouis sous la neige, de sorte qu’ils n’ont peut-être pas le temps de devenir suffisamment grands pour fleurir et produire des graines pendant les brèves périodes de temps chaud qui constituent la saison de croissance. Au lieu de cela, ils grandissent un peu chaque année jusqu'à ce qu'ils soient suffisamment grands pour se reproduire. Certaines plantes vivaces, comme la gentiane verte, mourront une fois fleuries. D’autres fleuriront plusieurs fois au cours de leur vie. La plante en coussinet, Diaspensia lapponica, est un petit « arbuste » alpin vivace à feuilles persistantes qui peut atteindre seulement une hauteur de six pouces, mais qui peut vivre jusqu’à quatre siècles.
Alors, combien d’années de données faut-il collecter pour déterminer si une population de plantes à longue durée de vie risque de disparaître ? Pour répondre à cette question, Inouye a collaboré avec le Dr Judy Che-Castaldo, écologiste au Centre national de synthèse socio-environnementale de l'Université du Maryland. Les deux décennies d’analyse de données sur le sort de centaines de plantes de gentiane verte ont permis de déterminer qu’il fallait au minimum 10 à 15 ans de données pour estimer de manière fiable le risque d’extinction. Un examen des études portant sur le risque d'extinction des populations végétales a révélé que seulement 3 pour cent utilisaient 10 ans ou plus de données. Les ensembles de données couvrant plusieurs décennies sur les populations végétales sont aussi rares que les trèfles à quatre feuilles.
Il y a des raisons à cette rareté. Marquer des plantes individuelles et les vérifier périodiquement est un processus simple, mais cela peut être épuisant. « Ce sont des données importantes, mais difficiles pour les articulations », explique la Dre Jennifer Williams, écologiste végétale à l'Université de la Colombie-Britannique, qui a effectué un travail similaire avec une plante appelée houndstongue (Cynoglosse officinale) et d'autres espèces. « Il y a beaucoup de gens qui rampent à quatre pattes à la recherche de petites plantes et de leurs étiquettes », explique Williams, « et parfois des vaches (ou d'autres créatures) qui s'en mêlent ont arraché vos étiquettes. »
Mais l’obstacle le plus sérieux réside dans le processus de navigation dans une carrière scientifique. Les scientifiques sont contraints de mener à bien leurs recherches et de publier fréquemment leurs résultats s’ils veulent conserver leur emploi, et encore moins progresser dans leur travail. Par conséquent, s’engager dans un projet de recherche qui ne produira pas de résultats avant au moins une décennie est un grand risque. Le fait que la majeure partie du financement de la recherche écologique fondamentale dans ce pays provienne de la National Science Foundation n'aide pas non plus, estime Inouye. La concurrence pour ces subventions est féroce. « Seulement 8 % environ des propositions finissent par être financées, et si vous êtes financé, vous n'obtiendrez généralement qu'une subvention de deux ou trois ans. »
Le changement climatique est une variable de plus en plus délicate dans les recherches d'Inouye. Il a découvert que les années où la neige fond tôt, les fleurs alpines fleurissent plus tôt et sont plus susceptibles d'être endommagées par un gel de la mi-juin. Si ses fleurs gèlent, une plante alpine perd sa possibilité de se reproduire cette année-là. Le changement climatique peut également entraîner des « décalages » temporels. Une plante et son pollinisateur peuvent réagir différemment au changement climatique, conduisant une plante à fleurir avant que l’insecte n’arrive pour la polliniser ou vice versa.
Le problème, c'est que lorsqu'un chercheur comme Inouye regarde un champ de fleurs alpines en fleurs, il découvre un magnifique tableau de « dette d'extinction » – quelque chose qui se produit lorsqu'une population semble abondante mais a perdu la capacité de se reproduire. . « C'est une possibilité dans le futur étant donné la longévité de beaucoup de ces plantes », explique Inouye, « et vous ne sauriez pas vraiment que cela se produit à moins d'être à quatre pattes à la recherche de semis. »
À l’heure actuelle, la plupart, sinon la totalité, des espèces étudiées par Inouye continuent de se reproduire à leur propre rythme. Mais seul le temps et les nombreuses heures passées à ramper dans les prairies à la recherche de petites plantes nous le diront avec certitude.
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