Comprendre l’impact du changement climatique sur notre écosystème
Les plantes sont un objet d’étude fascinant. De nombreux chercheurs les étudient pour comprendre les effets du changement climatique sur notre écosystème, mais aussi pour tenter de prédire comment il pourrait réagir aux changements futurs. L’un de ces domaines de recherche s’appelle l’écohydrologie. Voyons comment les chercheurs étudient les minuscules bouches des plantes et comment ils trouvent le moyen d’observer la part cachée des plantes – les racines.
Stomates – les minuscules bouches des plantes
Les plantes absorbent du CO2 pour la photosynthèse, mais perdent en même temps de l’eau. Les stomates sont le lien entre le cycle de l’eau et la végétation : L’eau quitte le sol et pénètre dans la plante par les racines, puis s’échappe dans l’air par ces petits trous. Pourquoi les chercheurs les étudient-ils ?
Au Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST), l’éco-hydrologue Stan Schymanski et son équipe étudient divers aspects de l’interaction des plantes avec leur environnement, par exemple en examinant la bouche des plantes, appelée « stomate » en termes scientifiques.
Son équipe étudie comment le changement climatique et l’évolution de l’environnement en général peuvent affecter la végétation et les ressources en eau. En pratique, cela implique d’examiner comment les feuilles interagissent avec l’atmosphère, comment les racines interagissent avec le sol et comment la plante transporte l’eau. Sur cette base, un modèle mathématique est créé – explique Stan :
« C’est une représentation abstraite, mathématique, d’un système écologique. Il peut par exemple couvrir une plante individuelle, une population ou une communauté écologique. Nous développons des modèles pour mieux comprendre le système réel et pour faire des prédictions basées sur une compréhension théorique. »
Au niveau local, Stan a par exemple travaillé avec la ville de Differdange pour l’aider à protéger ses arbres après une sécheresse.
Ces dernières années, les recherches du Dr Stan Schymanski ont été rendues possibles grâce à une bourse de 2 millions d’euros du FNR, dans le cadre du programme ATTRACT du FNR, qui soutient les jeunes scientifiques prometteurs dans la création de leur propre groupe de recherche au Luxembourg.
La partie cachée des plantes
La partie cachée des plantes – les systèmes racinaires – joue un rôle vital pour les plantes, et pour notre écosystème, car les plantes stockent le carbone dans le sol. Mais comment les chercheurs étudient-ils les racines, et pourquoi ?
Des scientifiques luxembourgeois s’efforcent de comprendre comment les racines sont affectées par les changements dans la disponibilité de l’eau, par exemple après une sécheresse ou une forte pluie.
« L’un des principaux défis qui restent à relever dans le domaine de la science des racines est de comprendre comment les racines s’adaptent dynamiquement lorsqu’elles sont exposées à des changements rapides de la disponibilité de l’eau autour d’elles, par exemple après un orage d’été. Les racines peuvent s’adapter aux changements de disponibilité de l’humidité qui se produisent au cours des saisons : mais comment les racines réagissent-elles lorsque ces changements se produisent en quelques jours, voire en quelques heures ? »
demande le biologiste végétal Samuele Ceolin, un jeune chercheur qui fait partie du groupe de Stan Schymanski au LIST.
Dans le cadre de son doctorat, Samuele a mené des expériences sur des plants de maïs où il a pu manipuler – dans l’espace et dans le temps – la quantité d’eau disponible pour la plante.
« En appliquant des impulsions d’eau dans différentes parties du sol en contact avec les racines et à différents moments, j’ai pu contrôler si et comment les racines adaptaient leur croissance en fonction des changements quotidiens de la disponibilité de l’eau.
Les résultats obtenus jusqu’à présent semblent prometteurs, indiquant apparemment que les racines s’adaptent rapidement et dynamiquement lorsque les conditions d’humidité du sol varient rapidement le long du profil du sol. Ces résultats pourraient contribuer à établir les réponses dynamiques des racines dans les programmes d’amélioration des plantes et la modélisation de la végétation.
Plus d’informations sur cette recherche sur fnr.lu :
