Les plantes et les insectes ont co-évolué pour émerger à peu près au même moment au printemps. Marek Mierzejewski/Shutterstock

À la mi-février, les haies semblaient traditionnellement blanches de neige ; cette année, le blanc est l'œuvre des fleurs de prunellier, annonciatrice du printemps. Bien qu’elle soit un signe bienvenu après un hiver humide et maussade, la floraison précoce apporte un certain malaise aux observateurs expérimentés de la saison. Cette plante a-t-elle toujours fleuri à la mi-février, me suis-je demandé, ou est-ce que quelque chose a changé ?

Heureusement, la science de l’enregistrement et de la compréhension des événements saisonniers, la phénologie, a une longue histoire en Grande-Bretagne. Robert Marsham, naturaliste du XVIIIe siècle, a tenu des registres de l'apparition des fleurs, des oiseaux et des insectes dans son village du Norfolk dès 18. Les descendants de Marsham ont continué à enregistrer jusqu'en 1736. Le Woodland Trust maintient la tradition avec Calendrier de la nature, un programme dans lequel les membres du public sont invités à enregistrer divers événements saisonniers.

Analyse détaillée de près d'un demi-million de relevés de plantes effectués par des scientifiques en 2022 ont montré que lorsque toutes les espèces étaient considérées ensemble, la période de floraison moyenne au Royaume-Uni avait avancé d'un mois au cours des 40 dernières années. Il y avait des variations entre les espèces. L'aubépine, plante commune des haies, fleurit généralement 13 jours plus tôt qu'au début des années 1980, tandis que les fleurs du marronnier d'Inde apparaissent dix jours plus tôt.

Le climat s'est réchauffé rapidement depuis les années 1980. En fleurissant plus tôt, les plantes reconnaissent que les hivers deviennent plus courts et plus doux. Ils sentent que les jours se réchauffent et modifient leur développement printanier de la même manière que les humains ressentent de la chaleur sur leur peau et sortent ainsi avec moins de couches de vêtements. Les mécanismes précis de détection de ces signaux diffèrent entre les plantes et les animaux, mais les deux réagissent au climat à mesure qu'il change.

Détecter la lumière et la chaleur sans les yeux ni la peau

Les plantes détectent le raccourcissement des jours d’automne grâce à un pigment appelé phytochrome, particulièrement sensible aux longueurs d’onde situées dans la région rouge du spectre électromagnétique. Les nuits d'automne plus longues altèrent la qualité de cette lumière rouge. Même si ce changement subtil échappe aux humains (nos yeux ne sont pas sensibles à cette partie du spectre), une plante peut détecter cette transition et commencer à changer.

Tout comme l’automne peut provoquer une baisse du taux de sérotonine dans notre sang, une plante qui a senti l’approche de l’hiver augmentera la production d’une hormone appelée acide abscissique. Cela a de multiples effets. Dans les arbres à feuilles caduques, les rameaux cessent de croître et développent des bourgeons hivernaux robustes, capables de survivre au gel et à la neige, et les feuilles tombent.

La croissance au printemps est déterminée par des déclencheurs similaires de durée de lumière et de température, mais la température joue généralement le rôle le plus important. Si les plantes ne prêtaient attention qu'à la lumière, elles courraient le risque de démarrer leur croissance lorsque des gelées mortelles menacent encore ou de manquer une bonne période de croissance lors des douces journées du début du printemps. La détection de la température détermine le moment où les fleurs printanières apparaissent. C’est pourquoi le réchauffement climatique est évident dans l’apparition précoce de ces fleurs.

On ne comprend pas vraiment comment les plantes détectent la température. Une partie de cela peut être due à la dégradation d’une hormone de croissance dans ses cellules lorsque l’air descend en dessous d’une certaine température, ce qui permet à l’hormone de croissance d’augmenter.

Alors que les humains ont des nerfs dans leur peau pour détecter la température, les plantes dépendent probablement de pigments, bien que le mécanisme ne soit pas entièrement compris. La chaleur fait partie du même spectre électromagnétique auquel le phytochrome est sensible, il est donc possible que ce pigment soit impliqué. Quels que soient les mécanismes responsables du déclenchement de la croissance, la température détermine également la vitesse de croissance des plantes.

Fleurs et pollinisateurs désynchronisés

Les insectes pollinisateurs comme les abeilles doivent synchroniser leurs cycles de vie pour être en vol lorsque les fleurs dont ils se nourrissent émergent. Le moment de leur sortie de l’hiver est également déterminé par les effets de la température et de la durée du jour et médiés par les hormones.

L'évolution travaillant sur de nombreuses générations de pollinisateurs a généré un lien étroit entre l'émergence des fleurs et celle de leurs pollinisateurs. Si l'apparition des fleurs et des pollinisateurs n'est pas synchronisée, les insectes n'ont pas de nectar et les plantes ne sont pas fertilisées.

Un lien similaire existe entre l’émergence des feuilles et les insectes herbivores qui les broutent. La rapidité du changement climatique et les légères différences dans la manière dont les deux groupes réagissent risquent de rompre cette synchronisation, avec de graves conséquences pour les deux parties.

Une grande étude Les scientifiques allemands qui ont examiné la date d'émergence des fleurs et de leurs pollinisateurs entre 1980 et 2020 ont dressé un tableau complexe. Les deux ont réagi au changement climatique avec une floraison et des apparitions plus précoces, mais les plantes ont effectué un changement plus important.

Il y avait des variations entre les groupes d'insectes, les abeilles et les papillons s'étaient déplacés de manière synchronisée avec les plantes, mais cela n'a pas été observé chez les syrphes. Il y avait également des variations entre les espèces de ces insectes.

Même lorsque les plantes et les insectes qui en dépendent changent de manière synchronisée, la prochaine étape de la chaîne alimentaire peut ne pas être aussi flexible. Les feuilles de chêne sont nourries par la chenille de la teigne du chêne. C'est, à son tour, la nourriture principale des poussins d'oiseaux tels que les mésanges bleues et les moucherolles pies. texte du lien. Les poussins ont éclos à peu près au même moment, tandis que les feuilles de chêne et les chenilles sont apparues plus tôt et restent jusqu'à présent synchronisées. Mais pour combien de temps ?

Les fleurs de prunellier restent un soulagement bienvenu après l'hiver et le signe que le printemps arrive. Mais ils sont aussi un signe du changement climatique : une expérience en cours sur le timing et la synchronisation des plantes et des animaux – et sur les chaînes alimentaires complexes dont ils font partie.

Paul Ashton, responsable de la biologie, Edge Hill University

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

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