Les variations morphologiques d’une plante endémique pour répondre au changement climatique (îles subantarctiques de Kerguelen)



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Article dans Polar Biology

L'étude est publiée dans Polar Biology en décembre 2020 avec 5 membres de l’UMR ECOBIO Lorène Marchand, Françoise Hennion, Michèle Tarayre, Thomas Dorey  et Yann Rantier et à laquelle a participé sur le terrain Guillaume Bouger de l’OSUR. L’étude a eu lieu dans le cadre du programme 1116 PlantEvol coordonné par Françoise Hennion et soutenu par l’Institut Polaire français (IPEV).



La région subantarctique se situe dans l’hémisphère austral entre les 45ème et 60ème parallèles approximativement et est formée d’une couronne d’îles autour de l’Antarctique. Hébergeant des écosystèmes beaucoup plus luxuriants que le proche continent glacé, un changement climatique y est cependant particulièrement rapide et intense depuis un demi-siècle. C’est le cas aux îles Kerguelen situées dans l’océan indien austral où une réduction des précipitations et une augmentation des températures sont mesurées. Or, ces îles hébergent plusieurs espèces de plantes endémiques, peut-être reliques d’une flore antarctique disparue. Lorène MARCHAND, en thèse avec Françoise Hennion et Michèle Tarayre s’intéresse au potentiel adaptatif au changement climatique chez Lyallia kerguelensis (Montiaceae) (Fig. 1), une plante endémique des îles Kerguelen ayant une forme de coussin particulièrement adaptée aux milieux froids et venteux. L. kerguelensis a une distribution éparse (Figure 2) et ne vit que dans les « fellfields » ou champs d’altitude, parfois désignés comme « déserts de vent ». La plante présente des nécroses correspondant à la mort de rameaux feuillés, phénomène qui pourrait être lié à l’assèchement du climat.

La morphologie des plantes fait partie des traits fonctionnels variant avec l’environnement. Mesurer la variabilité de la morphologie et de l’étendue de la nécrose chez L. kerguelensis apportera des éléments décisifs pour estimer la capacité de réponse de la plante au changement climatique. Pour ce faire, l’équipe du programme 1116 PlantEvol est allée sur le terrain pendant 4 campagnes entre 2015 et 2019 pour sélectionner et travailler sur 19 sites hébergeant des populations de la plante (Fig. 2). Par une méthode innovante de photo-interprétation, les images d’environ quatre cent plantes de L. kerguelensis ont été analysées en détail afin d’acquérir des informations sur la morphologie précise des individus.

Lorène Marchand et ses co-auteurs ont montré que les plus grands individus sont trouvés en milieu de versant et sur des sols sableux. Les chercheurs interprètent ce résultat par un drainage du sol plus favorable au développement des plantes. Les coussins les plus sphériques sont trouvés dans les sites les plus exposés au vent. La forme sphérique des plantes semble ainsi répondre à l’exposition aux vents violents et continus sur l’archipel. Enfin la nécrose semble être plus importante chez les plantes poussant sur les sols les plus salins et les plus secs.

Compte tenu des tendances actuelles du changement climatique, Lyallia kerguelensis pourrait être capable de changer sa morphologie pour s’adapter aux variations de l’environnement. Cependant l’aggravation des sécheresses en durée ou en intensité pourrait accélérer la nécrose.

Il est à noter que l’ensemble des données morphologiques et environnementales ainsi que la couche cartographique de cette étude ont été déposés sur la plateforme OSURIS - le géoportail pour la recherche, la visualisation et le téléchargement de données spatialisées de l’OSUR -, permettant à l’ensemble de la communauté scientifique d’avoir accès à ces informations. L’étude se rattache au programme international (IRP) AntarctPlantAdapt (F. Hennion et P.J. Lockhart) qui vise à comparer les réponses aux changements climatiques chez des espèces subantarctiques et des espèces alpines de Nouvelle Zélande apparentées (IRP AntarctPlantAdapt).



Lorene Marchand Polar Biology 2020 Fig1

Figure 1: Petit coussin de Lyallia kerguelensis, avec exemple d’apex nécrosé (flèche rouge) à comparer à un apex vigoureux, vert (flèche blanche). Adapté de Marchand et al. 2020.



Lorene Marchand Polar Biology 2020 Fig2
Figure 2 : En haut à gauche, position des îles Kerguelen dans l’océan indien austral. En haut à droite, distribution connue de l’espèce (Observatoire Lyallia) sur Kerguelen. Carte principale des Kerguelen, les 19 sites d’étude sont indiqués par des triangles noirs, la base scientifique de Port-aux-Français est figurée par le rond noir. Adapté de Marchand et al. 2020.




Référence
Marchand, L.J., Tarayre, M., Dorey, T. et al. Morphological variability of cushion plant Lyallia kerguelensis (Caryophyllales) in relation to environmental conditions and geography in the Kerguelen Islands: implications for cushion necrosis and climate change. Polar Biol (2020).




Contact OSUR
Lorène Marchand (Université de Rennes 1, ECOBIO) / @
Françoise Hennion (CNRS, ECOBIO) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @








Cet article est de OSUR
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