Pourquoi des arbustaies australiennes ressemblent-elles à des «forêts tropicales miniatures»?

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Une nouvelle étude sur la flore australienne met en lumière le rôle majeur que jouent les organismes du sol dans le maintien de la biodiversité végétale au sein des écosystèmes riches en espèces.

Certains écosystèmes terrestres abritent une proportion élevée d’espèces de plantes. Par exemple, les arbustaies infertiles des régions chaudes et semi-arides comptent 20 % des espèces sur seulement 5 % de la surface terrestre. En particulier, certaines arbustaies du Sud-Ouest australien sont si diversifiées en espèces que des botanistes les considèrent comme des forêts tropicales miniatures.

Depuis plusieurs décennies, les écologistes essaient de comprendre comment un nombre si grand d’espèces parviennent à coexister tout en compétitionnant pour l’espace et des ressources limitées. Dans un article publié aujourd’hui dans la prestigieuse revue Science, une équipe de chercheurs d’Australie, du Canada, de Suède et du Panama, dirigée par le professeur Étienne Laliberté, du Département de sciences biologiques de l’Université de Montréal, suggère qu’une partie de la réponse réside dans la myriade d’organismes du sol associés aux racines.

Les organismes du sol méconnus

Les racines des plantes interagissent constamment avec de nombreux organismes variés du sol. Certains de ces organismes sont néfastes et mangent ou endommagent les racines, alors que d’autres sont bénéfiques, améliorent l’absorption des nutriments et protègent les racines contre les pathogènes.

«Les effets de certains groupes spécifiques d’organismes du sol sur la performance des plantes ont été relativement bien étudiés, surtout en milieu agricole», explique Étienne Laliberté. Par contre, l’influence collective de tous les organismes du sol sur le maintien de la diversité végétale en milieu naturel demeurait jusqu’à maintenant inconnue.

Les plantes poussent mieux dans certains sols

Les chercheurs ont sélectionné un grand nombre d’espèces de plantes d’une arbustaie très diversifiée du Sud-Ouest australien et ont exposé les plantes de chacune de ces espèces aux organismes du sol provenant soit de la zone racinaire de plantes, soit de la même espèce, soit des racines d’autres espèces. «Nous avons découvert que, même si certaines espèces poussaient mieux dans leurs propres sols, la plupart des espèces avaient une meilleure croissance lorsqu’elles étaient soumises aux organismes du sol issus d’autres espèces de plantes, dit Étienne Laliberté. Nos simulations ont montré que ces interactions complexes entre plantes et organismes du sol ont comme effet d’équilibrer les différences de croissance entre espèces de plantes, ce qui contribue à leur coexistence à long terme.»

Cette étude est la première à illustrer le rôle important joué par les organismes du sol dans le maintien de la diversité végétale au sein des écosystèmes riches en espèces.

À propos de cette étude

F. P. Teste, P. Kardol, B. L. Turner, D. A. Wardle, G. Zemunik, M. Renton et É. Laliberté, «Plant-soil feedback and the maintenance of diversity in Mediterranean-climate shrublands», Science, 2017.

Cette étude a été financée par l'Australian Research Council et s’insère dans le programme de recherche du professeur Étienne Laliberté sur les conséquences écologiques des interactions entre plantes et sols. Étienne Laliberté est affilié au Centre sur la biodiversité, à l’Institut de recherche en biologie végétale et au Département de sciences biologiques de l’Université de Montréal. Il est aussi professeur associé à l'Université d'Australie-Occidentale. François Teste, le premier auteur de l’étude, était chercheur postdoctoral dans l’équipe du professeur Laliberté à l'Université d'Australie-Occidentale.

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