Qu’il s’agisse de fleurs qui poussent au printemps, les cicales s’accouplent dans la chaleur des cloques de l’été, ou des chenilles qui éclosent pour se nourrir de leur plante hôte préférée – à travers le monde naturel, le moment des événements biologiques est si important qu’il a engendré sa propre discipline scientifique: la phénologie.
Une grande partie de la phénologie est enracinée dans les saisons, mais dans un monde en mutation, les chercheurs découvrent de plus en plus des perturbations de l’équilibre complexe sous-jacent au moment des organismes et de leurs interactions écologiques.
Dans une nouvelle étude publiée dans Changement climatique de la natureune équipe dirigée par l’écologiste de l’Université de l’Arizona, le Daijiang Li, a examiné de plus près comment les événements météorologiques extrêmes ont un impact sur les processus phénologiques, en particulier la période de vol des papillons et des papillons et la période de floraison des plantes aux États-Unis.
Malgré des systèmes biologiques considérablement affectant, des événements extrêmes tels que les vagues de chaleur, les clichés à froid, les fortes précipitations et les sécheresses sont souvent négligés dans les études, car les chercheurs se concentrent davantage sur les impacts des changements progressifs dans les conditions climatiques moyennes. En conséquence, il y a un lac de connaissances essentiel en ce qui concerne les impacts écologiques des événements météorologiques extrêmes sur les organismes, les populations et les écosystèmes sous le changement climatique actuel et futur.
« La plupart des études se sont concentrées sur les variables climatiques ou les saisonnalités, telles que les températures annuelles ou les moyennes de précipitations », a déclaré Li, qui est professeur adjoint à l’U de Département d’écologie et de biologie évolutive. « Mais en tant qu’individus, nous répondons et prenons nos décisions en réponse au stress environnemental immédiat, plutôt qu’à une tendance de 10 ans, non? »
Alors que les scientifiques s’efforcent d’améliorer les prévisions de la façon dont la phénologie végétale et animale réagit au changement mondial, il est important d’inclure des événements météorologiques extrêmes, selon LI et ses co-auteurs. L’équipe de Li a constaté que si la température moyenne a un rôle important dans la conduite de la phénologie des plantes et des insectes, les effets des conditions météorologiques extrêmes sont aussi importantes que les autres variables couramment étudiées.
« Nos résultats fournissent des preuves écrasantes que les événements météorologiques extrêmes et le contexte climatique dans lequel ils se produisent sont cruciaux pour comprendre la réponse phénologique dans les plantes et les insectes », a déclaré Li.
La recherche a également montré qu’en plus d’affecter directement les plantes et les insectes, les événements météorologiques extrêmes interagissent également avec les variables climatiques, a déclaré Li.
« Par exemple, des périodes extrêmement chaudes et extrêmement sèches peuvent avoir un effet de composition sur la phénologie », a-t-il déclaré. « Ces variables ne se produisent pas isolément. Ils interagissent plutôt les uns avec les autres et interagissent avec les variables climatiques dans la conduite de la phénologie des plantes et des insectes dans son ensemble. »
Les chercheurs ont examiné les données recueillies par des scientifiques des citoyens par l’intermédiaire d’un inaturiste, une application populaire auprès des amateurs de nature qui permet aux utilisateurs d’identifier les espèces végétales et animales sur le terrain, de prendre des photos et de les télécharger dans une base de données. Ils ont combiné les données inaturalistes avec des données météorologiques quotidiennes enregistrées de 1980 à 2022.
« Nous avons examiné environ 581 espèces d’angiospermes (plantes à fleurs) et les adultes volants de 172 espèces de lépidoptères (papillons et papillons) de 2016 à 2022 », a déclaré Li. « Nous avons également examiné les schémas de distribution spatiale, comment les événements météorologiques extrêmes affectent la phénologie de ces plantes et insectes, ainsi que si les plantes et les insectes ont des réponses similaires ou différentes à des événements météorologiques extrêmes. »
Les perturbations des relations délicates entre certaines espèces qui dépendent les unes des autres sont les perturbations des relations délicates entre certaines espèces qui dépendent les unes des autres pour la survie. Le petit papillon blanchâtre se marie bien avec les fleurs blanches de la plante du yucca, où elle passe la majeure partie de sa vie adulte. Le papillon pollue les fleurs et, en retour, le Yucca fournit aux larves de la mite de nourriture.
« Si les stades larvaires des insectes sont trop sensibles aux vagues de chaleur au début du printemps, elles peuvent être plus sensibles à la mortalité lorsque les températures reviennent à la normale ou pendant les clichés à froid », a déclaré Li. « De même, si le printemps est plus chaud que d’habitude, les plantes vont fleurir plus tôt, les rendant plus vulnérables au gel tardif pendant la saison de croissance. »
Les dépendances finement réglées parmi les espèces sont susceptibles de perturber, qu’elles soient causées par des changements à long terme dans le climat ou les événements météorologiques extrêmes à court terme. Si l’émergence de pollinisateurs, comme les papillons ou les papillons, n’est pas synchronisé avec la floraison des plantes, les pollinisateurs ne pourront pas trouver de nourriture et les fleurs ne seront pas pollinisées.
Alors que les plantes et les insectes présentent souvent des réponses phénologiques similaires aux conditions météorologiques extrêmes, les réponses peuvent également être très différentes, ont constaté les chercheurs. Par exemple, des sorts froids extrêmes au printemps ont incité les papillons et les papillons pour adultes à émerger de façon inattendue et à prendre le ciel plus tôt que la normale, tandis que le début du temps de floraison dans les plantes n’était largement pas affecté.
« Ces types d’inadéquations phénologiques vont avoir des conséquences pour les plantes que pour les insectes, ce qui fait souffrir les deux populations », a déclaré Li.
Li et ses co-auteurs – Michael Belitz, Lindsay Campbell et Robert Guralnick à l’Université de Floride à Gainesville – espèrent qu’en incluant des événements météorologiques extrêmes dans les modèles climatiques, les chercheurs seront mieux à même de prédire les inadéquations et leurs conséquences sur l’écosystème, et développer des plans de mititigation et de résilience efficaces.
« Ce travail a le potentiel d’être pertinent dans plusieurs secteurs, de la conservation à la sécurité alimentaire », a déclaré Campbell, professeur adjoint au Florida Medical Entomology Laboratory.
« Nous commençons à peine à mieux comprendre l’impact que les conditions météorologiques extrêmes ont un impact sur les insectes et les plantes, ce qui a finalement un impact sur nous et notre sécurité alimentaire », a déclaré Guralnick, conservateur de l’informatique de la biodiversité au Florida Museum of Natural History. « Ce travail est un pas vers cet objectif. »
11/03/2025
Le Yucca et le papillon: comment les conditions météorologiques extrêmes ont un impact sur le moment des événements biologiques
Qu’il s’agisse de fleurs qui poussent au printemps, les cicales s’accouplent dans la chaleur des cloques de l’été, ou des chenilles qui éclosent pour se nourrir de leur plante hôte préférée – à travers le monde naturel, le moment des événements biologiques est si important qu’il a engendré sa propre discipline scientifique: la phénologie.
Une grande partie de la phénologie est enracinée dans les saisons, mais dans un monde en mutation, les chercheurs découvrent de plus en plus des perturbations de l’équilibre complexe sous-jacent au moment des organismes et de leurs interactions écologiques.
Dans une nouvelle étude publiée dans Changement climatique de la natureune équipe dirigée par l’écologiste de l’Université de l’Arizona, le Daijiang Li, a examiné de plus près comment les événements météorologiques extrêmes ont un impact sur les processus phénologiques, en particulier la période de vol des papillons et des papillons et la période de floraison des plantes aux États-Unis.
Malgré des systèmes biologiques considérablement affectant, des événements extrêmes tels que les vagues de chaleur, les clichés à froid, les fortes précipitations et les sécheresses sont souvent négligés dans les études, car les chercheurs se concentrent davantage sur les impacts des changements progressifs dans les conditions climatiques moyennes. En conséquence, il y a un lac de connaissances essentiel en ce qui concerne les impacts écologiques des événements météorologiques extrêmes sur les organismes, les populations et les écosystèmes sous le changement climatique actuel et futur.
« La plupart des études se sont concentrées sur les variables climatiques ou les saisonnalités, telles que les températures annuelles ou les moyennes de précipitations », a déclaré Li, qui est professeur adjoint à l’U de Département d’écologie et de biologie évolutive. « Mais en tant qu’individus, nous répondons et prenons nos décisions en réponse au stress environnemental immédiat, plutôt qu’à une tendance de 10 ans, non? »
Alors que les scientifiques s’efforcent d’améliorer les prévisions de la façon dont la phénologie végétale et animale réagit au changement mondial, il est important d’inclure des événements météorologiques extrêmes, selon LI et ses co-auteurs. L’équipe de Li a constaté que si la température moyenne a un rôle important dans la conduite de la phénologie des plantes et des insectes, les effets des conditions météorologiques extrêmes sont aussi importantes que les autres variables couramment étudiées.
« Nos résultats fournissent des preuves écrasantes que les événements météorologiques extrêmes et le contexte climatique dans lequel ils se produisent sont cruciaux pour comprendre la réponse phénologique dans les plantes et les insectes », a déclaré Li.
La recherche a également montré qu’en plus d’affecter directement les plantes et les insectes, les événements météorologiques extrêmes interagissent également avec les variables climatiques, a déclaré Li.
« Par exemple, des périodes extrêmement chaudes et extrêmement sèches peuvent avoir un effet de composition sur la phénologie », a-t-il déclaré. « Ces variables ne se produisent pas isolément. Ils interagissent plutôt les uns avec les autres et interagissent avec les variables climatiques dans la conduite de la phénologie des plantes et des insectes dans son ensemble. »
Les chercheurs ont examiné les données recueillies par des scientifiques des citoyens par l’intermédiaire d’un inaturiste, une application populaire auprès des amateurs de nature qui permet aux utilisateurs d’identifier les espèces végétales et animales sur le terrain, de prendre des photos et de les télécharger dans une base de données. Ils ont combiné les données inaturalistes avec des données météorologiques quotidiennes enregistrées de 1980 à 2022.
« Nous avons examiné environ 581 espèces d’angiospermes (plantes à fleurs) et les adultes volants de 172 espèces de lépidoptères (papillons et papillons) de 2016 à 2022 », a déclaré Li. « Nous avons également examiné les schémas de distribution spatiale, comment les événements météorologiques extrêmes affectent la phénologie de ces plantes et insectes, ainsi que si les plantes et les insectes ont des réponses similaires ou différentes à des événements météorologiques extrêmes. »
Les perturbations des relations délicates entre certaines espèces qui dépendent les unes des autres sont les perturbations des relations délicates entre certaines espèces qui dépendent les unes des autres pour la survie. Le petit papillon blanchâtre se marie bien avec les fleurs blanches de la plante du yucca, où elle passe la majeure partie de sa vie adulte. Le papillon pollue les fleurs et, en retour, le Yucca fournit aux larves de la mite de nourriture.
« Si les stades larvaires des insectes sont trop sensibles aux vagues de chaleur au début du printemps, elles peuvent être plus sensibles à la mortalité lorsque les températures reviennent à la normale ou pendant les clichés à froid », a déclaré Li. « De même, si le printemps est plus chaud que d’habitude, les plantes vont fleurir plus tôt, les rendant plus vulnérables au gel tardif pendant la saison de croissance. »
Les dépendances finement réglées parmi les espèces sont susceptibles de perturber, qu’elles soient causées par des changements à long terme dans le climat ou les événements météorologiques extrêmes à court terme. Si l’émergence de pollinisateurs, comme les papillons ou les papillons, n’est pas synchronisé avec la floraison des plantes, les pollinisateurs ne pourront pas trouver de nourriture et les fleurs ne seront pas pollinisées.
Alors que les plantes et les insectes présentent souvent des réponses phénologiques similaires aux conditions météorologiques extrêmes, les réponses peuvent également être très différentes, ont constaté les chercheurs. Par exemple, des sorts froids extrêmes au printemps ont incité les papillons et les papillons pour adultes à émerger de façon inattendue et à prendre le ciel plus tôt que la normale, tandis que le début du temps de floraison dans les plantes n’était largement pas affecté.
« Ces types d’inadéquations phénologiques vont avoir des conséquences pour les plantes que pour les insectes, ce qui fait souffrir les deux populations », a déclaré Li.
Li et ses co-auteurs – Michael Belitz, Lindsay Campbell et Robert Guralnick à l’Université de Floride à Gainesville – espèrent qu’en incluant des événements météorologiques extrêmes dans les modèles climatiques, les chercheurs seront mieux à même de prédire les inadéquations et leurs conséquences sur l’écosystème, et développer des plans de mititigation et de résilience efficaces.
« Ce travail a le potentiel d’être pertinent dans plusieurs secteurs, de la conservation à la sécurité alimentaire », a déclaré Campbell, professeur adjoint au Florida Medical Entomology Laboratory.
« Nous commençons à peine à mieux comprendre l’impact que les conditions météorologiques extrêmes ont un impact sur les insectes et les plantes, ce qui a finalement un impact sur nous et notre sécurité alimentaire », a déclaré Guralnick, conservateur de l’informatique de la biodiversité au Florida Museum of Natural History. « Ce travail est un pas vers cet objectif. »
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