Selon une étude récente, les plantes alpines sont plus exposées aux vagues de chaleur prolongées qu’on ne le pensait auparavant, car une exposition prolongée à la chaleur abaisse la température à laquelle les dommages critiques se produisent.
De nouvelles recherches suggèrent que les plantes alpines pourraient être plus vulnérables aux vagues de chaleur qu’on ne le pensait auparavant. Une étude publiée dans Botanique environnementale et expérimentale, par Gilbert Neuner et Othmar Buchner de l’Université d’Innsbruck, ont étudié comment la durée et l’intensité de l’exposition à la chaleur affectent les seuils de température pour les dommages et les dysfonctionnements chez les espèces de plantes alpines. Leurs découvertes sont données dans le titre de l’article : « La dose fait le poison : plus la chaleur dure longtemps, plus la température est basse pour les troubles fonctionnels et les dommages. » Les résultats pourraient améliorer la précision des modèles prédisant les impacts écologiques de vagues de chaleur plus longues.
La recherche a vu le jour parce que si les températures maximales des vagues de chaleur peuvent faire la une des journaux, Tandis que les vagues de chaleur Neuner et Buchner craignaient que les vagues de chaleur ne s’allongent également. Ils ont entrepris d’examiner l’effet de la dose de chaleur, une mesure de l’intensité et de la durée de l’exposition à la chaleur.
Pour ce faire, les chercheurs ont exposé des feuilles d’espèces d’arbres à la limite des arbres ainsi que des arbustes et herbes nains alpins à une gamme de températures, de 34°C à 64°C, et de durées, de 1 minute à 8 heures. Ils ont constaté qu’avec l’augmentation de la durée, la température critique pour les dommages causés par la chaleur diminuait considérablement de 11 à 18 °C.
En particulier, ils ont découvert que le photosystème II, la partie de la photosynthèse qui divise l’eau en ions hydrogène et oxygène, était altéré à des températures encore plus basses. Le photosystème II pourrait commencer à se décomposer à des températures jusqu’à 10 °C inférieures à la température critique pour les dommages causés par la chaleur. Cette perturbation n’est pas une situation anodine pour une plante. De nombreux herbicides agissent en endommageant le photosystème II.
Les résultats signifient que la modélisation des dommages causés par la chaleur aux écosystèmes est plus compliquée que de prendre une valeur unique pour la température. Dans leur article, Neuner et Buchner écrivent :
Nos résultats confirment essentiellement les premières conclusions de Kappen et Zeidler (1977) sur la dose-dépendance des dommages causés par la chaleur. Cependant, en testant une exposition prolongée à la chaleur de plus de 30 min, nous ajoutons des découvertes complètement nouvelles. Elles sont pertinentes car des épisodes de chaleur naturelle d’une durée supérieure à 30 min au niveau foliaire ont été fréquemment observés sur les sites de champs alpins étudiés pour les petites plantes. Décrire la résilience d’une espèce à la chaleur par un seul seuil de température peut être certainement utile pour les comparaisons d’espèces (Larcher, 2003, Schulze et al., 2019) ou lorsque la capacité intraspécifique de durcissement à la chaleur (thermo-tolérance acquise) est évaluée (Buchner et Neuner, 2003, Neuner et Buchner, 2012). Cependant, un seul seuil peut ne pas être suffisant pour évaluer l’importance écologique ou pour modéliser le risque de dommages causés par la chaleur dans un futur climat plus chaud. Pour répondre à ces questions, il est impératif de considérer l’effet dose, c’est-à-dire précisément la durée d’exposition au-dessus des seuils critiques en plus de l’intensité thermique.
Neuner et Büchner 2023.
Les résultats suggèrent que l’intensité, la durée et la fréquence des vagues de chaleur doivent toutes être prises en compte lors de l’évaluation du risque de chaleur pour les plantes alpines. Les chercheurs affirment que leur modèle dose-dépendant fournit un moyen plus précis de prédire les impacts écologiques futurs du réchauffement climatique dans les régions alpines.
LIRE L’ARTICLE
Neuner, G. et Buchner, O. (2023) «La dose fait le poison : Plus la chaleur dure longtemps, plus la température baisse pour les troubles fonctionnels et les dommages, » Botanique environnementale et expérimentale, 212(105395), p. 105395. Disponible sur : https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2023.105395.
