Les plantes envahissantes entraînent l’homogénéisation des communautés microbiennes du sol aux États-Unis
Les plantes envahissantes font plus que simplement envahir les paysages : elles modifient également le sol qui se trouve en dessous d’elles. Une nouvelle étude co-écrite par Matthew McCary, professeur adjoint de biosciences à l’Université Rice, révèle que ces espèces remodèlent les communautés microbiennes du sol aux États-Unis, les rendant plus uniformes et modifiant le fonctionnement des écosystèmes. Les résultats, publiés dans Actes de l’Académie nationale des sciences le 24 octobre, a mis en lumière les impacts considérables des plantes envahissantes, qui s’étendent au-delà de ce que nous voyons au-dessus du sol.
La recherche, basée sur les données de 377 parcelles à travers le pays, montre que les plantes envahissantes dotées d’un système racinaire à croissance rapide supplantent les espèces indigènes et perturbent l’équilibre naturel des microbes du sol. Ce processus connu sous le nom d’homogénéisation biotique conduit à des écosystèmes moins diversifiés à mesure que les communautés écologiques se ressemblent davantage au fil du temps. L’étude met en évidence un aspect critique mais souvent négligé des invasions de plantes : leurs profonds effets souterrains sur la santé des sols et la biodiversité, a déclaré McCary, co-auteur de l’étude avec Gabriela Nunez-Mir, professeur adjoint de sciences biologiques à l’Université de l’Illinois à Chicago. .
« Les plantes envahissantes peuvent fondamentalement modifier le sol en dessous d’elles », a déclaré McCary. « Dans les zones présentant des niveaux élevés d’invasion, nous avons observé une similitude frappante dans les communautés microbiennes du sol dans différents écosystèmes et régions géographiques, ce qui n’était pas le cas dans les zones dominées par des plantes indigènes. »
Les chercheurs ont découvert que les caractéristiques des racines des plantes envahissantes présentaient une variation deux fois plus importante de la composition microbienne que celles des plantes indigènes. Les systèmes racinaires des espèces envahissantes semblent se développer plus rapidement, rivalisant avec la flore indigène et les microbes du sol pour les nutriments et contribuant à l’uniformité généralisée des communautés microbiennes.
L’étude a également souligné le rôle essentiel de caractéristiques spécifiques des racines, telles que des ratios carbone/azote (C) plus faibles et des longueurs de racines spécifiques plus élevées, dans la conduite de ces changements. La croissance rapide des racines des envahisseurs affecte le cycle des nutriments et la disponibilité de la matière organique, amplifiant encore leur influence sur l’écosystème du sol.
Les chercheurs ont utilisé les données parrainées par la National Science Foundation du National Ecological Observatory Network, qui ont collecté des échantillons de sol et des données sur les caractéristiques des racines d’une gamme d’écosystèmes à travers les États-Unis. Ils ont également pris en compte d’autres facteurs tels que les propriétés du sol et les ratios C, qui jouent un rôle. un rôle dans l’explication de la variation microbienne. Les plantes envahissantes avec un faible rapport C, associées à une croissance rapide des racines et à une absorption des nutriments, se sont révélées particulièrement efficaces pour modifier les communautés microbiennes du sol.
McCary a souligné que la gestion des espèces envahissantes devrait inclure la prise en compte de leurs effets souterrains, qui sont tout aussi transformateurs que leurs impacts en surface. « Comprendre comment les plantes envahissantes affectent les microbes du sol est essentiel pour restaurer les écosystèmes », a-t-il déclaré.
Bien que l’étude présente des limites, notamment l’utilisation de l’analyse des acides gras phospholipidiques pour caractériser les communautés microbiennes et de l’imputation phylogénétique pour combler les données manquantes sur les caractères végétaux, les résultats restent solides et aident à valider la nécessité de recherches plus approfondies à des résolutions taxonomiques plus fines, a déclaré McCary.
« Les implications de cette recherche sont vastes dans la mesure où les communautés microbiennes du sol jouent un rôle crucial dans le cycle des nutriments, la croissance des plantes et la stabilité des écosystèmes », a-t-il déclaré.