La séquence cause-effet ou « rétroaction » entre les plantes et leurs communautés microbiennes du sol joue un rôle important dans la structuration des communautés végétales. Pour prédire cette coexistence synergique, les chercheurs mènent des expériences à court terme par paires – mesurant la réponse de croissance de deux espèces végétales poussant dans le sol cultivé par chacune des espèces – basées sur la théorie mathématique. Mais est-ce que ça marche ?
L’écologiste Noelle Beckman de l’Université d’État de l’Utah et ses collègues Ray Dybzinski de l’Université Loyola de Chicago et David Tilman de l’Université du Minnesota ont mesuré les rétroactions plante-sol pour six espèces de graminées vivaces des prairies dans une étude à court terme en serre, et affirment que leurs résultats ne correspondent pas aux résultats observés. dans l’expérience à long terme menée dans la réserve scientifique de l’écosystème de Cedar Creek au Minnesota. Ils rapportent les résultats dans le numéro du 8 octobre 2022 de Écologie. Leurs recherches sont soutenues par la National Science Foundation.
« Avec l’avancement théorique d’une métrique de rétroaction par paires, il y a eu une prolifération d’expériences à court terme », explique Beckman, professeur adjoint au Département de biologie de l’USU et au Centre d’écologie de l’USU. « Cependant, peu d’études ont lié les prédictions de coexistence à partir de comparaisons par paires d’espèces de la croissance des plantes à partir d’expériences à court terme au résultat d’interactions compétitives sur le terrain. »
Les rétroactions plante-sol, dit-elle, devraient changer avec la disponibilité des éléments nutritifs.
« La métrique de rétroaction par paires n’est valide que lorsque les deux espèces présentent un équilibre interne, mais cette condition n’est vraie que pour deux des quatre résultats possibles des interactions entre espèces », explique Dybzinski, professeur adjoint à l’Institut de durabilité environnementale du LUC. « Pour faire des prédictions en utilisant les quatre résultats possibles, il faut mesurer la biomasse végétale dans un sol non cultivé, ce qui est méthodologiquement difficile et donc rarement fait. »
Pour leurs expériences à court terme, l’équipe a mesuré les rétroactions plante-sol dans une étude en serre sous faible et haute disponibilité d’azote, avec du sol prélevé sur des monocultures au champ.
« Notre étude fournit des informations importantes sur l’utilisation d’expériences à court terme en serre pour prédire le résultat de la compétition par paires sous différents niveaux d’azote », a déclaré Beckman. « Nos résultats suggèrent que nous avons encore beaucoup à apprendre sur ces rétroactions et sur ce que nous pouvons spécifiquement extrapoler à partir d’expériences à court terme pour des résultats de coexistence à long terme. »
Source de l’histoire :
Matériaux fourni par Université d’État de l’Utah. Original écrit par Mary-Ann Muffoletto. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.