Les sécheresses deviennent plus fréquentes et plus intenses en raison du changement climatique, mais les réactions des plantes varient considérablement. Certaines espèces sont adaptées pour tolérer le stress, tandis que d’autres ne fonctionnent bien que lorsque les ressources sont abondantes. Étant donné que les prairies soutiennent la biodiversité, stockent le carbone et fournissent du fourrage au bétail, leur fonctionnement futur dépend de la manière dont les plantes font face à une limitation croissante en eau. Bien que les effets directs de la sécheresse sur les plantes soient bien étudiés, on en sait beaucoup moins sur la façon dont la sécheresse interagit avec le réchauffement et l’augmentation du CO.2 pour façonner les performances de l’usine.
Mais les plantes ne sont pas seules à faire face à la sécheresse. Ils hébergent diverses communautés microbiennes sur leurs feuilles, à l’intérieur de leurs racines et dans les sols environnants, ce qui peut influencer l’absorption des nutriments et de l’eau, la régulation du stress et la tolérance aux conditions difficiles. Étant donné que les microbes sont également sensibles à la sécheresse et à d’autres facteurs de changement global, la manière dont les plantes font face à la sécheresse dans un contexte de changement global est probablement déterminée non seulement par les caractéristiques des plantes, mais également par les interactions avec leurs microbiomes associés.
Dans notre étude, nous avons demandé : les plantes ayant des stratégies écologiques différentes s’appuient-elles sur différentes voies (caractéristiques des plantes versus microbes) pour faire face à la sécheresse sous un réchauffement et une augmentation du CO2?
Deux graminées, deux stratégies
Nous nous sommes concentrés sur deux espèces de graminées européennes répandues avec des stratégies contrastées. Fétuque rouge (Festuca rubra) est une espèce tolérante au stress qui pousse généralement plus lentement mais qui est mieux adaptée aux conditions sèches. En contrat, le ray-grass vivace (Lys vivace) est une graminée hautement productive et compétitive largement utilisée en agriculture. Nous avons cultivé ces deux espèces dans le cadre d’une expérience sur le terrain à long terme combinant un gradient d’humidité du sol avec un réchauffement et une augmentation du CO.2simulant les conditions climatiques futures. Le long de ce gradient, nous avons mesuré les traits fonctionnels des plantes et analysé les communautés bactériennes et fongiques dans trois compartiments : l’endosphère foliaire, l’endosphère racinaire et la rhizosphère, afin de capturer les réponses végétales et microbiennes.
Des parcelles expérimentales de prairies utilisées pour étudier comment la sécheresse, le réchauffement et l’augmentation du CO2 influencent les caractéristiques des plantes et les communautés microbiennes. Photo de Lisa Capponi (juin 2023).
Les bactéries sont sensibles, les champignons sont stables
Chez les deux espèces végétales, la sécheresse a fortement affecté les communautés bactériennes. La richesse bactérienne a diminué à mesure que les sols sont devenus plus secs, en particulier dans l’endosphère et la rhizosphère des racines. Les communautés fongiques, en revanche, étaient beaucoup plus stables tout au long du gradient de sécheresse. Cette différence reflète probablement des contrastes fondamentaux entre les bactéries et les champignons : les bactéries ont tendance à réagir rapidement aux changements d’humidité, tandis que les champignons peuvent tolérer la sécheresse grâce à leurs réseaux d’hyphes et à leurs adaptations physiologiques. Fait intéressant, le réchauffement et l’augmentation du CO2 modifié ces effets de sécheresse. Les déclins de la richesse bactérienne liés à la sécheresse ont été en partie réduits par le réchauffement et l’augmentation du CO2ce qui suggère que le changement climatique peut modifier la sensibilité des communautés microbiennes à la disponibilité de l’eau.
Différentes plantes, différentes voies
Bien que les deux graminées aient connu la même sécheresse, le même réchauffement et une augmentation du CO2ils ont répondu de différentes manières. Festuca rubra avait une flexibilité considérable à la fois dans ses traits et dans ses associations microbiennes. À mesure que les sols s’assèchent, les communautés bactériennes qui leur sont associées changent fortement, et ces changements microbiens sont étroitement liés à l’humidité et aux conditions climatiques. Cela suggère que les plantes tolérantes au stress comme Festuca rubra peuvent atténuer les impacts de la sécheresse en ajustant avec flexibilité leurs partenaires microbiens dans le cadre de leur stratégie de réponse à la sécheresse. En revanche, Lys vivace suivi un chemin plus simple. Ses réponses étaient principalement motivées par les effets directs de la sécheresse, du climat et de la compétition avec les plantes voisines. Ses communautés microbiennes, notamment fongiques, étaient relativement stables. Ce modèle s’inscrit dans une stratégie d’acquisition de ressources, dans laquelle les plantes privilégient une croissance rapide dans des conditions favorables plutôt qu’un ajustement flexible en cas de stress.
Pourquoi est-ce important ?
Nos résultats montrent qu’il n’existe pas de « réponse plante-microbiome » unique à la sécheresse. Au lieu de cela, les espèces végétales diffèrent fondamentalement dans la manière dont les réponses à la sécheresse émergent de différentes combinaisons de traits fonctionnels et d’interactions avec les microbes. Ces différences sont importantes car les réponses des prairies au changement global dépendront des stratégies végétales dominantes et de la manière dont ces stratégies intègrent les caractéristiques végétales et la dynamique du microbiome. À mesure que la disponibilité en eau devient plus variable, les prévisions basées uniquement sur les caractéristiques des plantes passeront à côté d’importantes réponses à médiation microbienne.
En reliant les traits fonctionnels des plantes aux réponses microbiennes sur un gradient d’humidité et des traitements climatiques réalistes, notre étude souligne l’importance de considérer les plantes et les microbes comme un système intégré. Cette perspective améliorera notre capacité à comprendre et, en fin de compte, à gérer les écosystèmes de prairies dans le contexte du changement climatique en cours.
19/02/2026
Comment les stratégies végétales façonnent les réponses microbiennes à la sécheresse dans un contexte de changement global |
Gang Yang et Zuzana Münzbergová, de l’Université Charles de Prague, discutent de leur article : Réponses contrastées à la sécheresse dans deux systèmes plantes-microbes des prairies face au changement climatique
Les sécheresses deviennent plus fréquentes et plus intenses en raison du changement climatique, mais les réactions des plantes varient considérablement. Certaines espèces sont adaptées pour tolérer le stress, tandis que d’autres ne fonctionnent bien que lorsque les ressources sont abondantes. Étant donné que les prairies soutiennent la biodiversité, stockent le carbone et fournissent du fourrage au bétail, leur fonctionnement futur dépend de la manière dont les plantes font face à une limitation croissante en eau. Bien que les effets directs de la sécheresse sur les plantes soient bien étudiés, on en sait beaucoup moins sur la façon dont la sécheresse interagit avec le réchauffement et l’augmentation du CO.2 pour façonner les performances de l’usine.
Mais les plantes ne sont pas seules à faire face à la sécheresse. Ils hébergent diverses communautés microbiennes sur leurs feuilles, à l’intérieur de leurs racines et dans les sols environnants, ce qui peut influencer l’absorption des nutriments et de l’eau, la régulation du stress et la tolérance aux conditions difficiles. Étant donné que les microbes sont également sensibles à la sécheresse et à d’autres facteurs de changement global, la manière dont les plantes font face à la sécheresse dans un contexte de changement global est probablement déterminée non seulement par les caractéristiques des plantes, mais également par les interactions avec leurs microbiomes associés.
Dans notre étude, nous avons demandé : les plantes ayant des stratégies écologiques différentes s’appuient-elles sur différentes voies (caractéristiques des plantes versus microbes) pour faire face à la sécheresse sous un réchauffement et une augmentation du CO2?
Deux graminées, deux stratégies
Nous nous sommes concentrés sur deux espèces de graminées européennes répandues avec des stratégies contrastées. Fétuque rouge (Festuca rubra) est une espèce tolérante au stress qui pousse généralement plus lentement mais qui est mieux adaptée aux conditions sèches. En contrat, le ray-grass vivace (Lys vivace) est une graminée hautement productive et compétitive largement utilisée en agriculture. Nous avons cultivé ces deux espèces dans le cadre d’une expérience sur le terrain à long terme combinant un gradient d’humidité du sol avec un réchauffement et une augmentation du CO.2simulant les conditions climatiques futures. Le long de ce gradient, nous avons mesuré les traits fonctionnels des plantes et analysé les communautés bactériennes et fongiques dans trois compartiments : l’endosphère foliaire, l’endosphère racinaire et la rhizosphère, afin de capturer les réponses végétales et microbiennes.
Les bactéries sont sensibles, les champignons sont stables
Chez les deux espèces végétales, la sécheresse a fortement affecté les communautés bactériennes. La richesse bactérienne a diminué à mesure que les sols sont devenus plus secs, en particulier dans l’endosphère et la rhizosphère des racines. Les communautés fongiques, en revanche, étaient beaucoup plus stables tout au long du gradient de sécheresse. Cette différence reflète probablement des contrastes fondamentaux entre les bactéries et les champignons : les bactéries ont tendance à réagir rapidement aux changements d’humidité, tandis que les champignons peuvent tolérer la sécheresse grâce à leurs réseaux d’hyphes et à leurs adaptations physiologiques. Fait intéressant, le réchauffement et l’augmentation du CO2 modifié ces effets de sécheresse. Les déclins de la richesse bactérienne liés à la sécheresse ont été en partie réduits par le réchauffement et l’augmentation du CO2ce qui suggère que le changement climatique peut modifier la sensibilité des communautés microbiennes à la disponibilité de l’eau.
Différentes plantes, différentes voies
Bien que les deux graminées aient connu la même sécheresse, le même réchauffement et une augmentation du CO2ils ont répondu de différentes manières. Festuca rubra avait une flexibilité considérable à la fois dans ses traits et dans ses associations microbiennes. À mesure que les sols s’assèchent, les communautés bactériennes qui leur sont associées changent fortement, et ces changements microbiens sont étroitement liés à l’humidité et aux conditions climatiques. Cela suggère que les plantes tolérantes au stress comme Festuca rubra peuvent atténuer les impacts de la sécheresse en ajustant avec flexibilité leurs partenaires microbiens dans le cadre de leur stratégie de réponse à la sécheresse. En revanche, Lys vivace suivi un chemin plus simple. Ses réponses étaient principalement motivées par les effets directs de la sécheresse, du climat et de la compétition avec les plantes voisines. Ses communautés microbiennes, notamment fongiques, étaient relativement stables. Ce modèle s’inscrit dans une stratégie d’acquisition de ressources, dans laquelle les plantes privilégient une croissance rapide dans des conditions favorables plutôt qu’un ajustement flexible en cas de stress.
Pourquoi est-ce important ?
Nos résultats montrent qu’il n’existe pas de « réponse plante-microbiome » unique à la sécheresse. Au lieu de cela, les espèces végétales diffèrent fondamentalement dans la manière dont les réponses à la sécheresse émergent de différentes combinaisons de traits fonctionnels et d’interactions avec les microbes. Ces différences sont importantes car les réponses des prairies au changement global dépendront des stratégies végétales dominantes et de la manière dont ces stratégies intègrent les caractéristiques végétales et la dynamique du microbiome. À mesure que la disponibilité en eau devient plus variable, les prévisions basées uniquement sur les caractéristiques des plantes passeront à côté d’importantes réponses à médiation microbienne.
En reliant les traits fonctionnels des plantes aux réponses microbiennes sur un gradient d’humidité et des traitements climatiques réalistes, notre étude souligne l’importance de considérer les plantes et les microbes comme un système intégré. Cette perspective améliorera notre capacité à comprendre et, en fin de compte, à gérer les écosystèmes de prairies dans le contexte du changement climatique en cours.
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