Choix de l’éditeur (110:12): eCO2 atténue les effets néfastes de la sécheresse

Le choix de l’éditeur pour notre numéro de décembre est « CO élevé₂ atténue les effets néfastes de la sécheresse sur les relations hydriques des plantes et la photosynthèse : une méta-analyse mondiale” par Zhaoguo Wang, et al. Ici, le rédacteur en chef adjoint Alessio Collalti et sa collègue Paulina F. Puchi discutent de l’importance de cette recherche :

L’augmentation rapide du CO atmosphérique₂ La concentration a provoqué une augmentation de la température, entraînant une augmentation de la fréquence et de l’intensité des épisodes de sécheresse extrême. Pendant la sécheresse (D), un mécanisme commun de réponse des plantes à la pénurie d’eau consiste à réduire, voire à fermer, les stomates pour réduire la perte d’eau. Cependant, en raison d’une réduction du CO₂ disponibilité dans le chloroplaste, en raison d’une conductance stomatique réduite (g_s) (lorsque l’eau sort des stomates CO₂ entre), ce mécanisme peut entraîner une réduction de la photosynthèse (A) et de la croissance de la plante entière. Le rapport entre l’eau utilisée dans le métabolisme des plantes et l’eau perdue par transpiration est appelé efficacité d’utilisation de l’eau (WUE)._plante). Cependant, certaines études montrent le schéma opposé – est-ce un signe que les plantes peuvent appliquer différentes stratégies d’utilisation de l’eau (WUE) en cas de sécheresse ?

Certaines études suggèrent qu’un CO élevé₂ (eCO₂) peut entraîner une réduction de la conductance stomatique, une réduction de la consommation d’eau (c’est-à-dire de la transpiration), provoquant un « effet d’économie d’eau », et conduisant à une teneur en eau du sol plus élevée et à une augmentation de A en raison du ‘CO₂ effet de fertilisation ». Cependant, cet effet peut être limité dans une certaine mesure en cas de sécheresse.

Dans leurs papier, Wang et ses collègues ont présenté une revue méta-analytique complète basée sur les données de 226 articles publiés de 1983 à 2022, des expériences sur le CO2 en air libre et des études de croissance/serre en chambre pour une large gamme de traits de plantes, de types fonctionnels de plantes et de conditions de croissance. Leurs travaux visent notamment à évaluer l’effet eCO2 et sécheresse (combinés ou non) et leur interaction sur les mécanismes physiologiques (augmentation ou réduction WUE), la photosynthèse, la production et l’allocation de biomasse dans les plantes C3 et C4.

Les principaux résultats étaient que l’interaction de l’eCO₂ et la sécheresse n’a pas augmenté la disponibilité de l’eau dans le sol. En d’autres termes, il n’y a pas eu « d’effet d’économie d’eau » significatif. Au lieu de cela, cette interaction a ralenti l’épuisement de l’eau du sol en raison de la réduction de la transpiration stomatique, mais il y a eu une augmentation de l’efficacité d’utilisation de l’eau en raison d’une augmentation de A, compatible avec un comportement stomatique optimal. Malheureusement, eCO₂-l’amélioration induite de la WUE a diminué du niveau de la feuille au niveau de la plante entière, tandis qu’une sécheresse prolongée a fortement et négativement affecté la biomasse (à la fois aérienne et souterraine et totale) et l’allocation de carbone (Figure 1).

Cette méta-analyse s’appuie sur des résultats empiriques antérieurs et des simulations de modèles et montre que UN et g_s sont réglementés pour garder le C_je:C_un (c’est-à-dire CO intercellulaire vs CO atmosphérique₂ concentration) constante en réponse à eCO₂, quelle que soit la disponibilité en eau du sol. Cela suggère que eCO₂ améliore l’augmentation de l’efficacité intrinsèque de l’utilisation de l’eau (iWUE = A/g_s), atténuant les effets néfastes lors des épisodes de sécheresse sur la photosynthèse, mais pas au même niveau en C₃ et C₄ plantes (et avec de grandes différences au sein d’un même groupe fonctionnel). Fait intéressant, les auteurs ont également constaté que l’interaction entre la sécheresse et l’eCO₂ sur les plantes à peine changé avec des facteurs expérimentaux tels que le type de manipulation de la sécheresse, le protocole expérimental, les conditions de croissance et la durée de la sécheresse.

Les travaux de Wang et al. nous permettent de mieux comprendre les réponses des plantes à l’augmentation du CO atmosphérique₂ et les événements de sécheresse futurs. Ces résultats sont cruciaux pour la prédiction des trajectoires de croissance des plantes et de la rétroaction du carbone dans le cadre des futurs changements mondiaux.