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"Le réchauffement planétaire modifie les proportions sexuées chez les plantes de montagne" par Amy McDermott

Traduction et compléments de Jacques Hallard
samedi 29 octobre 2016 par McDermott Amy


ISIAS Climat Biologie

Le réchauffement planétaire modifie les proportions sexuées chez les plantes de montagne
Selon une étude de terrain, l’équilibre entre les mâles et les femelles à des altitudes moyennes se décale maintenant vers des altitudes plus élevées

L’article original s’intitule «  Warming alters mountain plant’s sex ratios  » et il est accessible sur ce site : https://www.sciencenews.org/article/warming-alters-mountain-plant%E2%80%99s-sex-ratios - Auteur : Amy McDermott, le 30 juin 2016. Document ‘Science News, a magazine of the society for science & the public’ - Climate, Plants

Travaux d’alpinistes – Des plantes de valériane de sexe mâle, comme celle-ci, se sont déplacées en altitude en réponse à des conditions climatiques plus chaudes et plus sèches. En conséquence, les ratios de plantes mâles et femelles ont changé depuis la fin des années 1970, d’après ce que des chercheurs ont trouvé. Cette plante se développe dans le site d’étude le plus élevé où travaille de l’équipe de recherche, à 3.790 mètres.

W. Petry

Dans les Montagnes Rocheuses du Colorado aux Etats-Unis, les plantes mâles et femelles de valériane ont réagi différemment aux conditions plus chaudes et plus sèches, comme le montre une nouvelle étude. L’évolution rapide des rapports entre les sexes chez cette espèce végétale pourrait être un signe rapide du changement climatique, nous disent les chercheurs.

Les plantes de la valériane (Valeriana edulis) * s’étendent depuis les basses terres broussailleuses et chaudes, jusqu’aux pentes alpines froides. Dans chaque parcelle de ces plantes, certaines sont des plantes de sexe mâle et d’autres de sexe femelle. La proportion exacte de chaque sexe varie avec l’altitude. En hauteur, sur les montagnes, les plantes femelles sont beaucoup plus fréquentes que les plantes mâles : elles peuvent atteindre jusqu’à 80 pour cent dans certaines populations.

[* Voir aussi l’aire de répartition de cette espèce aux Etats-Unis sur le site http://plants.usda.gov/core/profile?symbol=VAED ].

Il y a quatre décennies, dans des parcelles de valériane qui poussent dans le milieu de la plage d’altitude pour cette plante, 33,4 pour cent des plantes étaient des mâles. Ces parcelles ont augmenté dans les Rocheuses à des altitudes autour de 3.000 mètres. Aujourd’hui, vous devez marcher à des altitudes beaucoup plus élevées pour trouver la même proportion de plantes mâles. Les mâles, maintenant de l’ordre de 5,5 pour cent le plus souvent en moyenne, atteignent des altitudes plus élevées que par le passé, comme le rapportent les chercheurs dans la revue scientifique ‘Science’ du 1er juillet 2016.

« Nous pensons que le climat agit presque comme un filtre sur les plantes mâles et femelles, dit Will Petry de l’ETH Zurich *, qui a dirigé l’étude, maintenant à l’Université de Californie, à Irvine. « Les paramètres de ce filtre contrôlent le rapport sexuel ». Ces paramètres s’élèvent sur la montagne comme une marée montante à un taux de 175 mètres par décennie, d’après ce que Petry et ses collègues ont trouvé.

[* ETH Zurich : L’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ, en allemand Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, ETHZ) est une université technique de renommée internationale située à Zurich, en Suisse. Elle est parfois surnommée « ETH » ou « Poly » d’après son nom original. Vingt lauréats du Prix Nobel ont été professeurs ou ont étudié à l’ETH… » Article complet sur le site suivant : https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89cole_polytechnique_f%C3%A9d%C3%A9rale_de_Zurich ].

POINT DE DÉPART - Les données historiques de 1978 à 1980, recueillies par le co-auteur Judy Soule (photo), lors d’une mise en perspective à long terme à partir d’une étude des plantes de valériane dans les Montagnes Rocheuses du Colorado.

Julie Soule

Les écologistes savaient déjà que le rapport entre les plantes mâles et femelles peut varier avec l’altitude ou avec la disponibilité de l’eau », indique l’écologiste Spencer Barrett de l’Université de Toronto au Canada, qui n’a pas participé à cette étude. Mais « l’idée selon laquelle un rapport sexuel se déplace en fonction de l’altitude, personne ne l’avait formulé auparavant ».

Ces rapports mobiles de la sexualité des plantes ont suivi le rythme que les changements climatiques depuis la fin des années 1970. Aujourd’hui, les neiges d’hiver sont en train de fondre plus tôt et les étés sont plus chauds, avec moins de précipitations. En conséquence, la même quantité de pluies qui tombait à une certaine élévation en 1978, tombe maintenant à des altitudes plus élevées : l’altitude pour une même pluviométrie s’est déplacée d’une hauteur de 133 mètres par décennie.

Le niveau d’une même humidité du sol s’est aussi déplacé vers les hauteurs : de l’ordre de 195 mètres par décennie.

« Ces changements parallèles signifient que les modifications des rapports entre les plantes selon leur sexe, pourraient être un marqueur du changement climatique », indique le biologiste des populations, Tom Miller de l’Université Rice à Houston aux Etats-Unis, l’un co-auteur de l’étude.

Aujourd’hui, les mouvements d’espèces entières - souvent en latitude ou en altitude – constituent une caractéristique du changement climatique. Mais les proportions des mâles et des femelles sont « en train de changer beaucoup plus rapidement que les espèces ne se déplacent », dit Miller. Cela « pourrait être une empreinte beaucoup plus rapide du changement climatique que lorsque les espèces migrent au cours du temps ». ’

L’équipe de Petry a constaté que les empreintes se meuvent autour du laboratoire biologique ‘Rocky Mountain’ à Crested Butte, dans le Colorado. Comme les scientifiques ont randonné à travers les montagnes dans les comtés de Chaffee et de Gunnison, ils ont compté les floraisons mâles et femelles sur 31 sites en 2011, puis ils ont ensuite comparé leurs données actuelles avec les comptages historiques de 9 des mêmes populations, qui avaient été faites par le co-auteur Judy Soule de 1978 à 1980. Lorsque Petry a vu que le pourcentage des mâles et des femelles avaient changé, « nous avons également commencé à réfléchir sur les conséquences » dit-il.

Si la proportion d’un sexe est beaucoup plus importante que celle de l’autre sexe, les populations pourraient alors disparaître. « Imaginez ce qui serait advenu … », dit Kailen Mooney, dont le laboratoire à l’Université de Californie à
Irvine, dirigé la nouvelle étude. « Une population composée de 100 pour cent de femelles ne serait pas pollinisée et elle disparaîtrait une fois que ces plantes femelles adultes meurent » dit-elle.

Si ces populations uniquement femelles ont augmenté au-dessus d’une certaine altitude et sont mortes parce que le pollen des plantes mâles ne peut pas les atteindre, les plantes mâles pourraient alors établir la limite supérieure viable pour l’espèce entière. Les rapports sexuels « ajoutent une nuance » sur la façon dont les scientifiques pensent les migrations induites par le climat, dit Mooney, parce que les plantes de l’un des deux sexes pourraient déterminer les limites géographiques pour des espèces entières.

Citation

W. Petry et al. Sex-specific responses to climate change in plants alter population sex ratio and performance. Science. Vol. 353, July 1, 2016, p. 69. doi : 10.1126/science.aaf2588.

Lectures complémentaires

T. Sumner. Forest management not so hot at fighting warming. Science News Online, February 4, 2016.

S. Zielinski. Helping trees adapt to climate change possible but a huge task. Science News Online, September 9, 2014.

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Traduction, compléments entre […] et intégration des liens hypertextes : Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 09/10/2016

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