Des études scientifiques jettent un nouvel éclairage sur le rôle complexe que les microbes du sol jouent dans les écosystèmes, le niveau de carbone dans l'atmosphère et le climat.
LONDRES, 28 March, 2017 - Les scientifiques du climat intrigués par le trafic de carbone entre le sol et l’air devront peut-être réfléchir plus profondément au rôle joué par les microbes du sol, les plus petits habitants de la planète.
Une équipe de recherche vient de découvrir que les microbes du sol pourraient effectivement éclaircir la couleur des sols de terres arides, réfléchit plus de lumière et renvoie plus d'énergie de rayonnement dans l'espace.
Un autre a identifié une source inattendue de carbone atmosphérique: 17% du carbone du sol qui pénètre dans l'atmosphère par une plaine inondable provient des micro-organismes situés à plus de deux mètres de profondeur.
Et un troisième groupe a identifié bactéries du sol qui pourraient aider les plantes à survivre à la sécheresseet améliorer les rendements des cultures dans les zones arides telles que l'Arizona, Israël et la vallée du Nil.
Espèces de microbes du sol
Les trois études sont essentiellement des rapports d'une nouvelle frontière. Presque le l’écosystème le moins connu de la planète est celui qui se trouve sous nos pieds: une petite pincée de sol abrite des centaines d'espèces de microbes, et le nombre dans chaque pincée pourrait être compté en milliards.
Ce que font ces entités et la manière dont elles interagissent reste un puzzle à reconstituer.
Donc, dans tous les cas, la recherche est incomplète. Mais chaque étude représente un nouvel aspect de la complexité des interactions entre les plantes à fleurs, l’atmosphère et le substrat rocheux. Toutes ces interactions sont médiées par des microbes.
Les zones arides couvrent 40% de la surface terrestre de la planète. Ces zones arides peuvent sembler sans vie, mais la peau du désert est vivante avec un mélange de mousses, de lichens et de cyanobactéries qui forment une croûte biologique du sol, ou biocrust.
Des scientifiques de l'US Geological Survey écrivent dans le journal Scientific Reports qu'ils ont mesuré des carrés de ces biocrustes sur le plateau du Colorado et les ont testés avec différents niveaux de chaleur et de précipitations.
Ils ont surveillé les réactions des biocrustes et ont également calculé la quantité d’énergie solaire qu’ils reflétaient dans l’atmosphère.
Les climatologues appellent cela la effet albédoet joue un rôle important dans les modèles climatiques.
Le mélange de plus de chaleur et d’eau a transformé les surfaces sombres en sols clairs à un rythme qui pourrait être suffisant pour ralentir le réchauffement planétaire.
«Cette information est une étape importante dans la compréhension du climat et peut être utile pour développer de futurs modèles climatiques»
De même, le passage des mousses et des lichens aux cyanobactéries qui ont allégé le sol pourrait accélérer l'érosion des sols, réduire leur fertilité et ralentir l'élimination du dioxyde de carbone des gaz à effet de serre de l'atmosphère.
«La découverte que les impacts des changements climatiques sur les biocrustes pourrait avoir des répercussions sur le climat futur est un facteur critique qui n’a pas été pris en compte dans le passé», déclare Austin Rutherford, biologiste à l’Institut. Université de l'Arizona, qui a dirigé l'étude.
"Cette information est une étape importante dans la compréhension du climat et peut être utile dans le développement de futurs modèles climatiques."
Un deuxième groupe rapport dans le Vadose Zone Journal qu'ils avaient l'air un peu plus profond que la biocrust à la surface.
Les chercheurs ont découvert il y a trois ans qu'au fond des grandes plaines américaines vaste trésor d'anciens sols riches en carbone. L'hypothèse était que, pour le moment, ce carbone était enterré en toute sécurité.
Mais une équipe du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie, a mesuré le flux de dioxyde de carbone provenant de la plaine inondable du Colorado et a constaté que près d'un cinquième du carbone rejeté dans l'atmosphère provenait de microbes du sol occupés à des profondeurs comprises entre deux mètres et 3.5 - une contribution non incluse jusqu'à présent dans modèles du système terrestre.
C'est bien en dessous de la profondeur d'enracinement, dans le zone vadose loin sous la terre arable mais au-dessus de la nappe phréatique. Et même dans cette zone supposée inerte, les microbes du sol jouent toujours un rôle dans le cycle de la vie.
Selon une équipe de Northern Arizona University, certains microbes pourraient jouer un rôle encore plus précieux. Scientifiques rapport dans le journal Plant and Soil qu'ils ont analysé des études 52 du monde entier pour identifier un peu de magie microbienne.
Manipulateurs microscopiques
Lorsque les plantes cultivées étaient pourvues de rhizobactéries promotrices de la croissance - des microbes colonisant les racines - les rendements en légumes et en céréales augmentaient de 20% à 45% en période de sécheresse, par rapport à des plantes bien arrosées. Ainsi, avec l'aide d'une série de manipulateurs microscopiques, les plantes qui luttaient pour l'eau faisaient encore mieux que celles qui étaient irriguées.
C'est vraiment inattendu. Il est bien connu que les plantes dépendent des microbes du sol pour leurs nutriments et leur protection contre les parasites. Mais les dernières recherches suggèrent que certains microbes du sol confèrent un effet protecteur significatif et fructueux en période de stress des plantes par la sécheresse.
Comment et pourquoi ces rhizobactéries particulières confèrent cet avantage à leurs plantes-hôtes est un puzzle évolutif qui doit encore être résolu expérimentalement.
Mais, selon les estimations de l’ONU, le monde perd chaque année 12 millions de hectares de terres arables à cause de la sécheresse et du désert. Cette découverte pourrait donc être précieuse pour les agriculteurs vivant dans des terres exposées à la sécheresse, alors que continue à grandir.
Et la restauration des zones arides vulnérables en zones vertes, de photosynthèse, qui consomment du carbone atmosphérique, contribuerait à son tour au système climatique planétaire.
Cela, pour le moment, n’est plus qu’un espoir et il reste encore beaucoup à faire. Mais, une fois encore, cela nous rappelle que les créatures les plus importantes de la planète peuvent être les plus opprimées: les citoyens invisibles du sol sous nos pieds. - Climate News Network
