Les relations complexes entre les plantes et leurs pollinisateurs dans la Finlande subarctique ont radicalement changé au cours du siècle dernier
Les températures dans le subarctique montent en flèche à mesure que la planète se réchauffe, mais quel effet cela a-t-il sur les écosystèmes ? Leana Zoller et ses collègues ont récemment publié un article examinant les réseaux de pollinisateurs de plantes en Finlande. Ils ont constaté qu’il y avait eu un changement radical dans les réseaux de pollinisateurs, les mouches remplaçant les papillons de nuit. Cela pourrait être désastreux pour les plantes qui dépendent de pollinisateurs spécialisés.
Les écologistes aimeraient idéalement se référer aux travaux antérieurs lorsqu’ils étudient le changement climatique, afin qu’ils puissent voir les résultats du réchauffement et déterminer les changements qui se sont déjà produits. Cependant, comme peu d’études ont étudié l’interaction entre les plantes et différents groupes de pollinisateurs sur de plus longues périodes, il est difficile de dire si et dans quelle mesure de tels développements sont déjà en cours. Cela rend les données finlandaises vieilles de plus de 120 ans sur lesquelles la nouvelle étude est basée d’autant plus passionnantes. Entre 1895 et 1900, autour de Kittilä (un village à environ 120 km au nord du cercle polaire arctique), le forestier Frans Silén enregistrait systématiquement quels insectes visitaient quelles fleurs et à quelle fréquence. Dans leur article, Zoller et ses collègues écrivent :
L’objectif de Silén était d’observer un ensemble aussi complet que possible d’insectes visitant une espèce végétale focale, faisant de son ensemble de données une référence précieuse pour étudier les changements dans les interactions plantes-pollinisateurs. Silén a classé les espèces végétales selon le «Handbuch der Blütenbiologie» de Knuth (par exemple, comme «fleur de bourdon» ou «fleur de syrphe»). Cependant, il a enregistré des visiteurs d’insectes qui n’entraient pas nécessairement dans ces catégories, par exemple, il a observé des syrphes visitant des fleurs de bourdons ou des papillons et des abeilles solitaires visitant des fleurs de syrphes. Cela minimise la probabilité de biais taxonomiques potentiels. L’ensemble de données de Silén a été collecté pendant 6 ans, mais les espèces végétales individuelles qui y sont représentées n’ont généralement été observées que pendant 1 à 3 ans… Dans sa publication, Silén déclare que la plupart des observations ont été faites à proximité du village de Kittilä, d’où son les excursions s’étendaient sur environ un mille au nord et aussi loin au sud. Un lieu d’échantillonnage est spécifié avec précision dans les archives de Silén (le cimetière de Kittilä), tandis que tous les autres sites d’échantillonnage sont décrits approximativement (par exemple, « la ville de Kittilä » ou « Aakenusjoki », une rivière proche de Kittilä). Alors que pour la plupart des observations, aucune heure de la journée n’a été enregistrée, Silén a noté que certaines espèces végétales typiquement pollinisées la nuit (D.superbus et S. vulgaris) ont été observées vers minuit.
Zoller et al. 2023
Dernier auteur, Pr. Tiffany Knight, a déclaré dans un communiqué de presse : « Je suis passionnée par le travail avec des ensembles de données historiques comme celui-ci. Si vous répétez les études historiques encore aujourd’hui, c’est souvent la seule façon d’en savoir plus sur les processus écologiques à long terme. J’essaie de comprendre ce qui a motivé les personnes qui ont collecté les données dans le passé et les défis auxquels elles ont été confrontées. Ces informations peuvent ensuite être utilisées pour planifier une étude moderne comparable.
Les scientifiques ont commencé par chercher autour de Kittilä des sites où Silén avait également fait des observations – et où les 17 espèces de plantes qu’il a le mieux étudiées poussent encore aujourd’hui. L’équipe a répété le recensement des pollinisateurs sur ces sites en 2018 et 2019. La zone reste peu peuplée et peu de choses ont changé en ce qui concerne l’utilisation des terres. Cependant, elle n’a pas échappé aux conséquences du changement climatique. « Nous avons remarqué des changements drastiques dans les réseaux de pollinisateurs », explique l’auteur Leana Zoller. Seulement 7% des visites de fleurs observées concernaient les mêmes espèces d’insectes et de plantes qu’à l’époque. « C’est étonnamment peu », dit Zoller.
Par exemple, les syrphes et les papillons de nuit apparaissent beaucoup moins fréquemment sur les fleurs autour du village aujourd’hui qu’auparavant. Ce n’est probablement pas une bonne nouvelle, et c’est parce que ces deux groupes comptent parmi eux des pollinisateurs particulièrement efficaces. Ceux-ci incluent le syrphe bourdon (Volucelle bombylans) – une grosse mouche poilue ressemblant à un bourdon. A l’époque de Silén, cette espèce était le visiteur le plus fréquent du framboisier arctique (Rubus arctique) et le géranium des bois (Géranium sylvatique). Le syrphe bourdon pourrait efficacement transférer le pollen de ces espèces d’une plante à l’autre.
De plus, les papillons de nuit utilisent un avantage physique lors de la pollinisation : leur longue trompe peut atteindre le nectar à partir de la base des fleurs tubulaires. C’est pourquoi ils étaient les visiteurs les plus fréquents du rose frangé (Dianthus superbus) et campion de la vessie (Silène vulgaire)qui ont tous deux de telles fleurs.
Alors que ces insectes sont devenus plus rares, les fleurs autour de Kittilä reçoivent maintenant beaucoup plus de visites de bourdons et de certaines mouches. On ne sait pas encore si ces animaux fonctionnent aussi efficacement que les pollinisateurs précédents. Une tendance concerne particulièrement les chercheurs. Il y a maintenant beaucoup moins d’insectes spécialisés dans des formes de fleurs spécifiques. Celles-ci ont été remplacées par des mouches du genre Trichops, qui visitent de nombreuses plantes différentes. Ces généralistes sont souvent plus robustes vis-à-vis des changements environnementaux ; s’il manque une de leurs plantes hôtes, ils peuvent facilement passer à d’autres. Mais ils transportent également le pollen de diverses autres espèces végétales sur une fleur, fournissant potentiellement un service de pollinisation moins efficace que les spécialistes.
Le large éventail de pollinisateurs de l’étude présente un intérêt particulier. Dans leur article, Zoller et ses collègues écrivent :
Notre recherche fournit un examen complet des changements à long terme dans les interactions impliquant plusieurs groupes taxonomiques de pollinisateurs, ce qui produit des conclusions clés susceptibles d’être d’une pertinence générale et indique d’importantes lacunes dans les connaissances qui doivent être abordées dans les futures recherches écologiques. Toutes les études à long terme précédentes se concentraient exclusivement sur les abeilles, mais les changements les plus spectaculaires dans l’abondance relative que nous avons observés concernaient les pollinisateurs de mouches et de papillons nocturnes. Comme le changement d’utilisation des terres a été minime au fil du temps mais que le réchauffement climatique a progressé dans cette région, le changement climatique est un mécanisme possible qui pourrait expliquer les schémas dramatiques que nous observons. Ainsi, notre étude peut être un signe avant-coureur de ce à quoi s’attendre dans d’autres régions à mesure que le changement climatique progresse.
Zoller et al. 2023
« Jusqu’à présent, le réseau de pollinisateurs dans notre zone d’étude semble toujours bien fonctionner », déclare Zoller. « Il n’y a aucune preuve jusqu’à présent que les plantes reçoivent trop peu de pollen et sont donc moins capables de se reproduire ». Mais selon les scientifiques, cela peut changer à l’avenir si les changements dans les communautés d’insectes se poursuivent. Jusqu’à présent, les mouches semblent faire face à la hausse des températures. Mais plus au nord, dans l’Extrême-Arctique, une étude a révélé une diminution massive du nombre de mouches. « Si cela se produit également dans notre zone d’étude, cela pourrait devenir un problème », déclare Zoller. Car à un moment donné, les plantes ne pourront plus compenser les pertes de leur réseau de pollinisateurs.
📰 Communiqué de presse à Eurekalert
🔬 Le changement du réseau plantes-pollinisateurs sur un siècle dans le subarctique est disponible sur Écologie de la nature et évolution.
