Guochun Shen et Jing Yang, de l’Université normale de Chine orientale à Shanghai, en Chine, discutent de leur article : Les changements dans la dissemblance des traits aériens et souterrains sous l’effet de la concurrence médient l’impact futur des voisins
Lorsque nous marchons dans une forêt, il est facile d’imaginer des arbres en compétition pour la lumière, l’eau et les nutriments. Certains semis courent vers le haut et jettent leurs voisins à l’ombre ; d’autres investissent dans des systèmes racinaires plus profonds et plus larges pour exploiter des ressources souterraines limitées. Nous traitons souvent ces différences comme des propriétés fixes des espèces, comme si chaque arbre portait une étiquette permanente telle que « espèce à haute canopée » ou « espèce à racines profondes ». Pourtant, les arbres ne sont pas statiques, ils ajustent leurs caractéristiques fonctionnelles – des caractéristiques mesurables telles que la hauteur, la surface des feuilles ou la structure des racines – en fonction de qui sont leurs voisins et de leur comportement. Ces ajustements peuvent également suivre des schémas très différents en surface et en sous-sol.
Dans notre récente étude, nous voulions savoir : comment les caractéristiques des arbres changent-elles lorsque les individus poussent avec des voisins, et comment ces changements induits par les voisins affectent-ils la compétition et la coexistence ?
Pourquoi un espace de traits dynamique et multidimensionnel est important
Répondre à cette question nécessite d’aller au-delà de la pratique courante consistant à traiter les traits fonctionnels comme des valeurs fixes analysées une par une. Dans les arbres, les stratégies compétitives émergent de changements et de compromis coordonnés entre plusieurs caractères, et ces caractères peuvent changer de manière plastique en réponse aux voisins et aux conditions des ressources. Cela signifie que la dissimilarité des traits interspécifiques n’est pas nécessairement statique dans un environnement donné, mais peut évoluer de manière dynamique à mesure que la concurrence se développe. Pour examiner cela, nous avons mené une expérience en serre de trois ans à la station de l’écosystème forestier de Tiantong, dans l’est de la Chine, en cultivant 5 818 plants de sept espèces d’arbres communes, soit dans des pots sans compétition, soit dans des pots mixtes. Nous avons mesuré les caractères aériens et des racines fines pour chaque plant et les avons utilisés pour construire des espaces de caractères multidimensionnels distincts, nous permettant ainsi de tester comment la présence de voisins modifie la dissimilarité des traits interspécifiques et comment ces changements façonnent l’intensité de la compétition.
Déplacements divergents en surface et dans les racines fines, mais le même objectif
Dans notre étude, la concurrence a entraîné des changements contrastés dans la dissimilarité des traits multidimensionnels. Lorsque les semis poussaient avec leurs voisins, les espèces devenaient plus similaires dans l’espace des traits aériens, suggérant une plus grande convergence dans les stratégies d’acquisition de la lumière. En revanche, les espèces sont devenues plus différentes dans l’espace des traits des racines fines, ce qui indique une plus grande différenciation dans la manière dont elles acquièrent les ressources souterraines. Ces tendances contrastées montrent que les arbres ne dépendent pas d’une seule façon de faire face à la concurrence. Au lieu de cela, ils utilisent deux stratégies apparemment opposées mais complémentaires qui contribuent toutes deux à réduire la pression concurrentielle. La similarité des caractères aériens reflète probablement des capacités compétitives plus similaires pour la lumière, ce qui peut affaiblir l’asymétrie compétitive entre les semis. En revanche, une plus grande dissemblance des racines fines reflète probablement une plus grande différenciation des niches dans l’utilisation des ressources souterraines, ce qui peut également réduire la concurrence. En termes simples, les arbres se rejoignent au milieu du sol et s’étendent sous terre, mais les deux ajustements visent le même objectif : réduire la concurrence et créer plus d’espace pour que les espèces puissent vivre ensemble.
Regarder vers l’avenir : pourquoi c’est important
Notre étude véhicule un message simple mais important pour l’écologie basée sur les traits : les traits fonctionnels ne sont pas des étiquettes statiques attachées aux espèces, et la compétition est plus qu’un filtre agissant sur des différences fixes. Dans les communautés réelles, les arbres réagissent à leurs voisins par des ajustements de caractères coordonnés et multidimensionnels – convergeant en surface tout en divergeant dans les traits de leurs racines fines – pour atténuer la pression concurrentielle dans l’espace et dans le temps. Si nous voulons comprendre la coexistence des espèces et prédire la biodiversité en cas de changement environnemental, nous devons aller au-delà des traits individuels et des moyennes statiques, et plutôt prêter attention à la plasticité des traits dans l’espace multidimensionnel des traits et à ses relations avec les interactions entre voisins. Ces changements subtils et coordonnés contribueront probablement à la diversité remarquable des écosystèmes forestiers.
