Un schéma de fonctionnement des végétaux, qui pourrait mesurer l'impact de l'environnement sur la croissance des plantes, vient d'être établi à partir de 2.250 espèces de plantes réparties sur toute la planète.

Des chercheurs du CNRS ont établi l'existence d'un schéma universel de fonctionnement des végétaux. Sous la dépendance de propriétés structurales, biochimiques et physiologiques des feuilles, ce schéma permet d'évaluer le rôle fonctionnel de la diversité biologique et ainsi d' évaluer l'impact des activités humaines et des variations climatiques sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes.

Ces travaux sont publiés dans la revue Nature datée du 22 avril 2004 (Wright, I. J. et al. (2004). The worldwide leaf economics spectrum. Nature 428 : 821-827)).

Catherine Roumet, chercheur au CNRS, qui a participé à cette étude, explique queconnaître l'effet des changements climatiques, de la pollution, des aménagements du territoire sur la biomasse, c'est-à-dire l'ensemble des organismes vivants sur la terre, est le but ultime des chercheurs en écophysiologie.

L'article de Nature (assurée par Ian Wright de l'Université de Macquarie à Sydney) est la première publication du réseau de recherche international GLOPNET (Global Plant Network) dont fait partie l'équipe ECOPAR ((Ecophysiologie comparative du système plante-sol) du Centre d'écologie fonctionnelle et évolutive (CEFE).
Son objectif est d'apporter des bases écophysiologiques solides à l'approche fonctionnelle de la diversité biologique, dans le cas des végétaux terrestres. Constitué d'une trentaine de scientifiques répartis dans quatorze pays, il assure une bonne représentation de la plupart des biomes de la planète (avec les exceptions notables d'une grande partie de l'Afrique et de l'Asie du Sud-Est).

Habituellement, l'étude de la diversité biologique est réalisée par une approche qui consiste à identifier les espèces par des binômes latins (noms de genre et d'espèce). L'approche fonctionnelle, quant à elle, permet de rendre compte des convergences de fonctionnement observées entre organismes de positions taxinomiques éloignées et/ou se développant dans des localisations géographiques contrastées. Cette approche fonctionnelle de la diversité est particulièrement d'actualité dans le cadre de la prévision de la réponse des organismes aux changements planétaires (modifications de l'utilisation du territoire, de la composition chimique de l'atmosphère, du climat, etc) et des conséquences des changements de composition spécifique des communautés sur le fonctionnement des écosystèmes.

En utilisant les données de 2550 espèces végétales (soit 1% des espèces de végétaux supérieurs) réparties dans 175 sites, les chercheurs ont mis en évidenceà l'échelle de la planète, l'existence d'un schéma universel de fonctionnement des végétaux. La connaissance de différents traits caractéristiques d'une feuille : teneur en azote (qui renseigne sur la quantité d'enzyme fixatrice de gaz carbonique), masse surfacique (rapport entre la masse de la feuille et sa surface, qui conditionne la quantité de lumière interceptée), teneur en phosphore (P) et durée de vie, permet en effet de prédire son fonctionnement de façon très précise. Une combinaison particulière de traits définit une position dans ce schéma, et correspond à un type de fonctionnement qui est le même quel que soit le biome dans lequel se situe le végétal.
Ce schéma est fondé sur la gestion des ressources investies dans la feuille. Il montre en effet qu'une certaine « économie » est réalisée par la feuille afin de moduler sa durée de vie en fonction de ses capacités d'assimilation du gaz carbonique, qui dépendent en particulier des ressources disponibles dans le milieu. Il transcende les classifications traditionnelles des végétaux (formes de croissance, types biologiques, etc) et apparaît donc largement indépendant de la localisation géographique. Si le schéma lui-même n'est pas modifié par le climat, la position des espèces sur le schéma en dépend.

Une quantification fiable de ce schéma fonctionnel et de la façon dont les espèces se placent dans l'espace qu'il définit constituent des atouts de première importance pour la modélisation des cycles biogéochimiques et des modifications d'aires de répartition des espèces, en réponse aux modifications de l'utilisation des terres et du climat actuellement observées à l'échelle planétaire.

Source : CNRS