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17/04/2023

Angela Illuminati : Coordination entre la profondeur d’absorption d’eau et le spectre économique des feuilles


Tout au long du mois d’avril, nous vous présentons les articles présélectionné pour le prix Harper 2022. Le Prix ​​Harper est un prix annuel pour le meilleur article de recherche en début de carrière publié dans le Journal of Ecology. L’article d’Angela Illuminati’Coordination entre la profondeur d’absorption d’eau et le spectre économique foliaire dans un maquis méditerranéen‘ est l’un de ceux qui ont été sélectionnés pour le prix.

👋 Sur moi

J’ai grandi dans les Apennins au centre de l’Italie. Sous un ciel immaculé plein d’étoiles, ma passion pour la nature s’est épanouie. Adolescent, j’adorais les mathématiques, l’astronomie et la philosophie. Mon choix d’entreprendre une voie scientifique a sûrement été inspiré par mes grands-parents qui étaient tous deux scientifiques. J’ai décidé de combiner mon amour pour la nature et la science en prenant un baccalauréat en sciences naturelles (Pérouse, Italie), davantage motivé par les problèmes toujours croissants liés à la pollution de l’environnement et à la conservation de la nature. Lors de mes premières années académiques, ma curiosité a été fortement encouragée par mon mentor de mémoire de licence, et je me suis passionné pour l’écologie végétale. Je me suis ensuite spécialisé dans ce domaine lors de mon master à l’Université de Bologne (Italie) et, après avoir effectué de courts séjours dans différents centres de recherche en Europe, j’ai commencé ma thèse de doctorat en Espagne à l’Université Rey Juan Carlos (URJC, Madrid). Au cours de mes recherches doctorales, j’ai étudié les interactions souterraines plante-plante et plante-sol dans les environnements semi-arides méditerranéens. J’ai obtenu mon doctorat avec mention en septembre 2022 et je suis actuellement chercheur post-doctoral dans le domaine de la biodiversité et de la conservation, URJC.

🔎 L’article présélectionné

Comprendre les stratégies fonctionnelles des plantes liées à l’utilisation de l’eau et des nutriments est particulièrement pertinent dans les environnements arides où la faible disponibilité des ressources en sol représente un facteur limitant important pour la productivité et la survie des plantes, et est donc un moteur principal de la compétition et de la coexistence des espèces. Dans ce contexte, notre recherche a fourni une nouvelle perspective sur le lien existant entre l’utilisation de l’eau et des nutriments dans une communauté végétale méditerranéenne semi-aride.

Figure 1 : Photos prises à différentes distances, montrant le maquis méditerranéen semi-aride étudié dans la recherche (crédit photo : Angela Illuminati). La deuxième photo (b)prises à plus faible distance, montrent bien le schéma de végétation inégal, alterné au sol nu, typique des milieux arides.

Nous avons rencontré des preuves d’une répartition distincte des niches écohydrologiques entre 23 espèces coexistantes, un phénomène qui a été détecté dans plusieurs habitats, mais seules quelques études avaient auparavant pris en compte une perspective de communauté végétale. Plus précisément, nous avons détecté une coordination étroite entre la profondeur d’absorption d’eau du sol et les stratégies d’utilisation du carbone et des nutriments au niveau des feuilles le long du spectre économique des feuilles (LES) parmi les espèces coexistantes, avec un schéma d’absorption d’eau peu profonde généralement associé à une stratégie d’utilisation du carbone et des nutriments plus captivante. , tandis qu’un schéma d’absorption d’eau plus profond était lié à une stratégie d’utilisation du carbone et des nutriments plus conservatrice.

Figure 2 : Modèle conceptuel du compromis proposé entre la stratégie d’utilisation du carbone et des nutriments au niveau des feuilles (Leaf Economic Spectrum) et la profondeur d’absorption d’eau dans les environnements sujets à la sécheresse. Panneau (un) montre le couplage entre une stratégie de carbone et de nutriments plus conservatrice au niveau des feuilles (faible teneur en SLA et en azote des feuilles) et un schéma d’absorption d’eau plus profond. Les couches de sol plus profondes sont plus pauvres en nutriments mais stockent de manière fiable plus d’eau pendant les périodes prolongées sans pluie. Panneau (b) représente le couplage entre une stratégie d’utilisation du carbone et des nutriments plus acquise (teneur élevée en SLA et en azote des feuilles) et un schéma d’absorption d’eau moins profond, qui améliore l’acquisition des nutriments dissous de la couche arable fertile après les impulsions de pluie.

Nos résultats suggèrent qu’une stratégie végétale plus acquisitive le long de la LES peut nécessairement nécessiter l’exploitation des ressources des couches de sol peu profondes riches en nutriments après les impulsions de pluie. En revanche, une stratégie d’utilisation du carbone et des nutriments plus conservatrice peut être avantageuse pour les espèces qui dépendent de sources d’eau plus stables et fiables provenant de couches de sol plus profondes et pauvres en nutriments.

En conclusion, notre étude a fourni une perspective intégrative améliorée sur les stratégies fonctionnelles des plantes en milieu aride.

🌿 Et après?

Cette étude faisait partie de ma recherche doctorale, et a donc été poursuivie dans deux directions principales en fonction des objectifs spécifiques du projet principal (ROOTS, CGL2015-66809-P) lié à ma thèse de doctorat. Plus précisément, pour obtenir une évaluation complète des stratégies d’utilisation des éléments nutritifs des plantes et de leur relation avec l’utilisation de l’eau dans un cadre de plante entière, j’ai mesuré les principaux traits racinaires à intégrer dans l’analyse (manuscrit en préparation). De plus, pour évaluer les questions plus directement associées à la coexistence des espèces dans les milieux arides, j’explore actuellement les modèles de diversité fonctionnelle souterraine à une échelle spatiale de voisinage très fine (manuscrit en préparation), en intégrant des traits fonctionnels liés à la fois à l’utilisation de l’eau et des nutriments dans un contexte de modèle de points spatialement explicite, où la communauté végétale souterraine a été détectée en appliquant des techniques de métabarcodage d’ADN comme premier chapitre de mon thèse de doctorat.

En tant que chercheur postdoctoral, ma future activité de recherche sera développée dans un nouveau projet de recherche (QuerPin, PID2021-126927NB-I00) où des aspects hydrologiques clés, entre autres fonctions des plantes, seront explorés dans le contexte de la variabilité intraspécifique et des processus de coexistence de niche. En plus de mener mes recherches, j’enseigne également en tant que professeur assistant dans les cours de botanique et d’écologie à l’URJC (Madrid, Espagne).

Retrouvez Angela sur Twitter et Google Scholar.

Lire la liste complète des articles présélectionnés pour le prix Harper 2022 ici.





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