Dans la plus grande étude du genre, les chercheurs du Florida Museum of Natural History ont utilisé des données d’un programme de 120 ans géré par le Département américain de l’agriculture pour quantifier les effets des espèces introduites.
Les chercheurs ont inclus plus de 5 millions de mesures d’arbres individuels dans une grande partie de l’est de l’Amérique du Nord et ont montré que le taux de propagation des espèces introduites a augmenté au cours des deux dernières décennies. De plus, la diversité des arbres indigènes est en déclin des zones où les espèces exotiques initialement introduites par les humains ont empiété.
Cela peut sembler une évidence. Si vous augmentez le nombre d’espèces non indigènes, il est logique que le nombre d’indigènes baisse. Mais personne n’a vraiment démontré que cela se produit à grande échelle auparavant.
« Il y a cette hypothèse selon laquelle les espèces introduites ne sont pas une bonne chose, mais nous ne savons pas toujours ce que cela signifie », a déclaré le co-auteur de l’étude Doug Soltis, professeur distingué au Florida Museum. « Les gens ont essayé de se terminer par leur impact en utilisant des études à grande échelle. Ce que ce document fait, c’est adopter une approche plus de niveau macro. »
Il existe de nombreuses études qui cataloguent les effets négatifs que les plantes peuvent avoir lorsqu’ils sont introduits dans un nouvel écosystème. Sans les pressions des agents pathogènes et des herbivores dans la région où ils ont évolué, ils peuvent rapidement surpasser les espèces indigènes, changer le pH du sol, modifier la croissance et le comportement des animaux, perturber le flux de nutriments d’un arbre à arbre à travers les réseaux fongiques souterrains et de faciliter que certaines espèces se déplacent dans une zone tout en poussant d’autres en modifiant l’environnement.
Ce que nous ne savons pas, c’est comment tous ces changements affectent la diversité des plantes indigènes dans son ensemble.
Pour le savoir, les auteurs de l’étude n’ont laissé aucune pierre non retournée. Comme un médecin soumet un patient à un barrage de tests cliniques, il a examiné les changements dans la diversité biologique au fil du temps en réponse à l’arrivée et à l’établissement d’espèces non natives.
En utilisant des données collectées dès 1995, les auteurs ont trouvé deux modèles bien visibles. Premièrement, les espèces introduites acquérient de la vitesse plutôt que de perdre de la vapeur. Deuxièmement, dans les zones avec des espèces introduites, le nombre d’espèces indigènes diminue avec le temps.
La diversité des espèces introduites dans de nombreuses régions augmente également. Cela pourrait être dû au fait que certaines zones sont plus susceptibles de la croissance des non-autochtones; Ils pourraient être proches des zones métropolitaines ou suburbaines, par exemple, où les arbres exotiques sont cultivés comme ornementaux. Ou cela pourrait signifier que l’arrivée d’une espèce introduite rend la place aux autres.
« Nous ne connaissons pas réellement le mécanisme derrière l’augmentation », a déclaré l’auteur principal Yunpeng Liu, associé de recherche postdoctorale à l’Institut des sciences d’invasion de l’Université de Floride.
La réponse à cette énigme devra attendre d’autres recherches. Malgré une solide compréhension de la façon dont les arbres introduits affectent les indigènes, les auteurs disent qu’ils ne sont pas plus proches de trouver une solution pour le problème. L’étude des espèces introduites se concentre principalement sur l’atténuation et la prévention plutôt que sur la restauration à grande échelle des écosystèmes. Une fois que la boîte de Pandora a été ouverte, il est pratiquement impossible de corriger les Furies.
« Nous ne pouvons pas éradiquer les espèces une fois qu’ils sont devenus répandus », a déclaré Liu.
Mais des études comme celles-ci sont néanmoins précieuses pour la simple raison qu’un problème ne peut être résolu que s’il est d’abord identifié. Des ensembles de données à grande échelle et à long terme comme le programme Forest Inventory and Analysis de l’USDA fournissent des instructions sur la route inconnue à venir. Les personnes qui font le travail acharné de l’élimination des espèces introduites et de la plantation des indigènes – en tant que co-auteurs Pam et Doug Soltis font avec une parcelle de forêt à l’Université de Floride qui a obtenu un séjour temporaire du développement – doit savoir où chercher et concentrer leurs efforts.
« Ce que nous pouvons offrir, c’est une carte des risques », a déclaré Yunpeng. « Nous pouvons dire aux gens dans quelle région ou écosystème à laquelle ils devraient prêter plus d’attention à l’avenir. »
Étude de cas: Tallow Tree, «Une plante des plus utiles».
Arbres de suif (Triadica sebifera) ont des feuilles en forme de bêche avec une grande partie du même attrait visuel qu’une fleur voyante. Au printemps, les nouvelles feuilles deviennent cramoisies et cèdent la place à Kelly Green à mesure qu’elles mûrissent. Vers la fin de la saison de croissance, les feuilles sont rincées avec des anthocyanes qui les tournent en rouge rubis avec des veines de bronze et un halo de jaunes de coucher de soleil pombés.
Ils ont également de vraies fleurs, qui pendent dans de longs racèmes qui ressemblent à des troncs d’éléphants attachés à la pointe de chaque branche. Lorsque le fruit est prêt pour la dispersion, une couche ligneuse extérieure se divise et tombe, révélant trois graines recouvertes d’une épaisse couche de suif cireuse qui peut être récoltée pour faire des bougies et du savon.
Les graines contiennent également un type d’huile qui durcit lorsqu’elle est exposée à l’air. Contrairement à l’eau, les huiles n’évaporent pas, mais passent plutôt par un processus appelé polymérisation, une transformation chimique qui se traduit par un solide. Les huiles d’arbres de suif polymérisent rapidement, ce qui les rend utiles pour les peintures et les vernis à base d’huile.
L’arbre, qui peut atteindre jusqu’à 50 pieds de haut, a également un profil élégant, avec une large canopée fluide qui semble être drapée dans une feuille de feuilles plutôt que de les faire pousser elle-même.
Les suifons sont originaires d’Asie, où ils ont été cultivés depuis des centaines d’années. Avec tous ses attributs agréables et utiles, il n’est pas étonnant que l’espèce ait été importée en Amérique du Nord. En fait, les premières graines de suif ont été expédiées par nul autre que Benjamin Franklin. Dans une lettre datée de 1772, il a écrit: « J’envoie également quelques graines de l’arbre de suif chinois, qui, je crois, grandira et prospérer avec vous. » C’est une plante des plus utiles. «
Franklin a expédié les graines à un homme en Géorgie. En 1784, ils ont été aperçus grandissant près de Charleston, en Caroline du Sud. Les jeunes tallows peuvent pousser jusqu’à 13 pieds par an, leur permettant de surpasser la flore indigène à croissance plus lente pour la lumière et l’espace. Ils peuvent également se développer dans une variété d’environnements, notamment les plaines inondables et les hautes terres sèches, l’ombre profonde et le plein soleil, leur donnant le potentiel de se propager largement.
Les suifons sont désormais considérés comme l’une des espèces végétales les plus invasives des États-Unis, avec une distribution principalement côtière de la Caroline du Nord au Texas, ainsi que des populations naturalisées en Californie. Mais leur omniprésence actuelle n’est pas toute la faute de Franklin. Au début des années 1900, le département américain de l’Agriculture a incité à cultiver des arbres de suif dans le sud-est dans le but de créer une industrie du savon dans la région. Même lorsque l’incitation a disparu, les pépinières locales ont continué à croître et à vendre des arbres de suif comme ornementaux. Jusqu’à 300 000 ont été cultivés à Houston dans les années 1980. L’espèce a également été introduite en Californie comme un arbre d’ombrage.
De nombreux oiseaux mangent des fruits de suif et dispersent les graines, ce qui permet à la plante d’échapper à la culture et d’infiltrer facilement les zones naturelles, où elle peut modifier radicalement et rapidement les écosystèmes.
Un exemple brutal de cela vient du sud-est du Texas, auquel les suif ont été introduits pour la première fois au début du 19e siècle. Initialement, ils se propagent principalement à travers des paysages riveraines, après le cours des rivières et des ruisseaux. Ensuite, à partir des années 1970, ils sont passés sur un terrain plus élevé.
Avant que Houston, Galveston et les environs ne soient développés ou convertis en terres agricoles, ils étaient couverts de vastes prairies. La zone a reçu des précipitations suffisantes pour soutenir les forêts, mais le sol est composé principalement d’argile épaisse et écoeuse qui rend difficile pour les plantes d’absorber l’eau et les nutriments. Les herbes comme Little Bluestem étaient parmi les seules plantes qui y ont grandi et les incendies de forêt étaient courants. Ainsi, tous les arbres qui pouvaient résister au sol infertile ont été périodiquement éliminé par des conflagrations.
Mais cela n’a pas arrêté les arbres de suif. Après avoir construit une banc de semences robuste dans les zones riveraines voisines, ils ont rapidement et efficacement fait convertir les prairies en bois des bois fabriqués principalement d’arbres de suif. Ils sont également doués pour prendre le contrôle des pâturages dormants, et leur propagation a probablement été facilitée par les terres de ferme et de ranch abandonnées, qui reposent en jachère alors que l’agriculture a diminué dans la région et que les propriétés ont été réservées au développement.
Une fois les espèces invasives établies, elles apportent également des changements subtils à l’environnement que les scientifiques commencent seulement à comprendre.
Les feuilles de suif sont relativement minces par rapport à certains arbres indigènes dans les forêts tempérées nord-américaines. S’ils tombent dans un plan d’eau, comme un étang ou un lac, les bactéries commencent rapidement à décomposer les feuilles, à digérer leurs sucres et leurs tanins et en utilisant de l’oxygène dissous dans l’eau pendant le processus.
Il a été démontré que cela réduit le succès de l’éclosion et la survie des têtards des grenouilles léopard du sud en laboratoire. Les grenouilles grises semblent également éviter de passer des appels d’accouplement dans les suif, préférant plutôt les indigènes, ce qui deviendrait problématique dans les endroits où le suif est le principal type de végétation ligneuse.
Le remplacement d’un écosystème entier, que ce soit par le développement ou l’introduction d’espèces non natifs, déplace également les organismes qui ne peuvent pas résister à la transition. C’est le cas pour les prairies d’Attwater, qui est répertorié comme en danger fédérale et vit exclusivement dans les plaines côtières disparues du Texas.
L’étude a été publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.
Samuel Scheiner, Aaron Hogan du USDA Forest Service, Matthew Thomas et Jeremy Lichstein de l’Université de Floride et Robert Guralnick du Florida Museum étaient également co-auteurs de l’étude.
Le financement de l’étude a été fourni en partie par la National Science Foundation, l’USDA Forest Service et l’Université de Floride.