Le stade de vie influence les performances des plantes de basse et haute altitude dans un jardin en haute altitude, mais pas comme on pourrait s’y attendre |
Brandie Quarles-ChidyagwaiUniversité de Californie, Davis, discute de son article : Le retard d’adaptation à haute altitude dépend du stade de vie d’une fleur sauvage de Californie
Avec le changement climatique en cours, de nombreuses espèces végétales devront suivre les changements environnementaux par l’adaptation ou la dispersion vers les pôles/vers le haut de la pente. Les hautes altitudes, en particulier, connaissent un réchauffement des températures, une réduction du manteau neigeux et des saisons de croissance changeantes. Étant donné les limites de dispersion des plantes poussant à haute altitude, l’adaptation aux conditions de réchauffement peut être essentielle à la persistance des populations de haute altitude. Cependant, il n’est pas certain que de nombreuses espèces végétales aient le potentiel de s’adapter suffisamment rapidement pour suivre les changements climatiques.
La dispersion vers le haut des pentes à partir de populations de basse altitude préadaptées aux températures chaudes peut faciliter la persistance des populations à haute altitude. Cependant, dans les climats méditerranéens, les différences d’altitude s’accompagnent de différences dans les conditions saisonnières et, par conséquent, de périodes de vie différentes. Par exemple, chez les espèces étudiées, Streptanthus tortuosusles plantes de haute altitude sont limitées à une saison de croissance estivale en raison du manteau neigeux élevé les autres saisons. Cette courte période de croissance a probablement sélectionné une stratégie de cycle biologique biennal ou pérenne chez ces plantes. En revanche, les plantes de basse altitude sont limitées à une saison de croissance de l’automne au printemps en raison des conditions estivales chaudes et sèches, et présentent souvent des cycles de vie annuels avec ces saisons de croissance plus longues. Par conséquent, il n’est pas clair si les populations de basse altitude seront capables de modifier leur cycle de vie pour éviter le manteau neigeux hivernal et réussir à se reproduire à haute altitude. En fait, on pourrait s’attendre à ce que les plantes de basse altitude poussent bien à haute altitude pendant les mois d’été légèrement chauds, mais pourraient avoir du mal à se reproduire assez rapidement lors de leur premier été ou à survivre à l’hiver pour pouvoir se reproduire lors de leur deuxième été. À l’inverse, les plantes de haute altitude peuvent être mal adaptées à des étés de plus en plus chauds, mais peuvent être bien adaptées pour survivre à l’hiver jusqu’à leur deuxième année.
Nous avons mené une expérience de jardin commune sur un site de haute altitude dans la chaîne de montagnes américaine de la Sierra Nevada pour explorer les différences de performance spécifiques à la saison entre les plantes de basse et de haute altitude. 23 populations réparties dans toute la gamme de latitude et d’altitude de S. tortueux ont été mesurés pour la mortalité, la phénologie et le rendement reproductif.
Cependant, tout comme l’altitude pose des défis aux plantes, elle en pose également aux chercheurs. En raison de la neige, la route menant à notre site est fermée chaque hiver. Par conséquent, nous avons dû faire une estimation éclairée du moment où la neige fondrait pour savoir quand commencer les préparatifs pour la plantation sur le terrain. Populations de haute altitude de S. tortueux nécessitent 8 semaines de réfrigération pour germer ; un mécanisme qui empêche la germination à l’automne. Nous voulions également donner aux plantes le temps de grandir suffisamment pour pouvoir survivre à leur transplantation dans le champ. Par conséquent, nous avons dû commencer à planter des graines au moins 11 semaines avant de pouvoir espérer que notre site soit accessible pour le repiquage.
Lorsque la neige a fondu et que les plantes étaient prêtes à être transplantées, de nouveaux défis sont apparus. La zone la plus proche pour se garer près de notre site est à environ 500 pieds avec un gain d’altitude d’environ 40 pieds. Il n’y a pas non plus d’accès à l’eau sur notre site, nous avons donc loué un réservoir d’eau à UC Davis, l’avons placé à l’arrière d’une camionnette et avons rempli des sacs à dos d’eau à transporter du parking au site. Une fois que tout ce dont nous avions besoin était sur le site, nous nous sommes mis au travail de transplantation !
Qu’avons-nous trouvé ? Comme prévu, les plantes de basse altitude ont eu une survie plus élevée au cours du premier été que les plantes de haute altitude. Cependant, contrairement à nos attentes, les plantes de basse altitude ont également bien mieux survécu à l’hiver que les plantes de haute altitude. Ce n’est cependant pas une mauvaise nouvelle pour les plantes de haute altitude ; ils ont survécu et se sont mieux reproduits au cours de leur deuxième année que les plantes de basse altitude.
Expérimental S. tortuosus plantes à différents stades (végétatif (à gauche), bourgeonnement (en haut), floraison (en bas)). Photos de Brandie Quarles-Chidyagwai.
La voie vers la persistance des plantes de haute altitude pourrait consister à combiner les adaptations des populations de basse altitude avec celles qui ont permis aux populations de haute altitude de mieux réussir au cours de leur deuxième année de vie. Dans le monde de la conservation, c’est ce qu’on appelle le flux génétique assisté. Des études futures examineront le succès potentiel de cette stratégie pour cette espèce. En général, nos résultats soulignent l’importance de mesurer la condition physique à plusieurs étapes de la vie lors de l’évaluation de l’adaptation climatique. Si nous avions seulement mesuré la survie jusqu’à la reproduction au cours de la deuxième année, nous aurions abouti à des conclusions très différentes et trompeuses.