Alors que le climat mondial change, l’avenir des forêts peut être pris entre les deux – –

Contrairement aux animaux, les arbres qui composent les forêts de notre planète ne peuvent pas déraciner et trouver de nouveaux terrains si les conditions deviennent difficiles. Au lieu de cela, de nombreux arbres produisent des graines et du pollen conçus pour être emportés par le vent, une adaptation qui les aide à coloniser de nouveaux territoires et à maximiser dans quelle mesure ils peuvent propager leurs gènes.

La nouvelle étude a comparé les modèles mondiaux de vent avec les données génétiques publiées précédemment de près de 100 espèces d’arbres et d’arbustes collectées dans les forêts du monde entier, trouvant des corrélations significatives entre la vitesse et la direction du vent et la diversité génétique dans les forêts de notre planète. Les résultats sont les premiers à montrer que le vent peut non seulement influencer la propagation des gènes d’un arbre ou d’une espèce, mais il peut également aider à façonner la diversité génétique et à diriger le flux de variantes génétiques dans des forêts et des paysages entiers.

Comprendre comment les variantes génétiques se déplacent à travers une gamme d’espèces deviendra de plus en plus important à mesure que le changement climatique modifie les conditions des habitats locaux, disent les chercheurs.

“Comment les arbres se déplacent et comment les plantes se déplacent, en général, est une grande zone d’incertitude dans l’écologie des plantes car il est difficile d’étudier directement les mouvements des plantes – ils se produisent en conséquence de petits et rares mouvements de graines et de pollen”, a déclaré l’auteur principal de l’étude. Matthew Kling, chercheur postdoctoral en biologie intégrative à l’UC Berkeley. “Cependant, pour prédire comment la répartition des espèces et l’écologie végétale en général réagiront au changement climatique, nous devons comprendre comment ces espèces vont pouvoir se déplacer sur de longues distances pour suivre le mouvement des ressources naturelles et les conditions climatiques au fil du temps. . “

Alors que les animaux, les oiseaux et les insectes peuvent également disperser le pollen et les graines, la forte directivité du vent le rend particulièrement important pour comprendre comment différentes espèces d’arbres réagiront au changement climatique, a déclaré l’auteur principal de l’étude David Ackerly, professeur et doyen du Rausser College of Natural de l’UC Berkeley. Ressources.

«À mesure que le monde se réchauffe, de nombreuses plantes et animaux devront à l’avenir se déplacer vers des endroits dotés d’un habitat convenable pour survivre», a déclaré Ackerly. «La dispersion par le vent a un lien particulièrement intéressant avec le changement climatique car le vent peut soit pousser les gènes ou les organismes dans la bonne direction, vers un habitat plus approprié, soit dans la direction opposée. Il peut s’agir du seul vecteur de dispersion terrestre qui puisse être aligné avec ou contre la direction du changement climatique. “

De toute façon le vent souffle

Malgré la nature inconstante des conditions météorologiques quotidiennes, les modèles de vent mondiaux à grande échelle sont largement déterminés par la forme de la Terre, la rotation et l’emplacement des continents, et sont considérés comme relativement stables sur des échelles de temps millénaires. Il est également peu probable que ces modèles de vent soient radicalement modifiés par le changement climatique, a déclaré Kling.

Pour examiner si ces vents dominants mondiaux ont façonné la diversité génétique des forêts modernes, Kling a comparé les modèles actuels de vent planétaire – compilés à partir de 30 ans de données éoliennes mondiales – avec les données génétiques de 72 publications couvrant 97 espèces d’arbres et d’arbustes et 1940 les populations végétales du monde entier.

L’analyse de Kling a révélé trois façons clés dont les modèles mondiaux de vent façonnent la diversité génétique des forêts. Premièrement, les populations d’arbres qui sont connectées par des courants de vent plus forts ont tendance à être plus similaires génétiquement que les populations d’arbres qui ne sont pas aussi connectées. Deuxièmement, les populations d’arbres qui sont plus sous le vent, ou plus loin dans la direction du vent, ont tendance à avoir une plus grande diversité génétique en général. Enfin, les variantes génétiques sont plus susceptibles de se disperser dans la direction du vent.

Bien que ces modèles ne puissent être validés statistiquement qu’en examinant de nombreuses populations d’arbres à travers le monde, ils peuvent parfois être évidents lors de l’examen de la diversité génétique d’une seule espèce d’arbre dans son habitat, a déclaré Kling.

Par exemple, le chêne broussailleux de l’île, ou Quercus pacifica, est originaire des îles anglo-normandes du sud de la Californie, où les vents dominants ont tendance à souffler vers le sud-est. L’analyse de Kling a montré que les populations de chênes broussailleux sur les îles reliées par des vitesses de vent plus élevées sont génétiquement plus similaires les unes aux autres. Les variants génétiques semblent également s’être dispersés plus fréquemment vers les îles dans les directions sud et est que l’inverse, conduisant à une plus grande diversité génétique au sud et à l’est.

Kling espère que la reconnaissance de ces modèles aidera les défenseurs de l’environnement et les écologistes à mieux comprendre dans quelle mesure les espèces d’arbres et de plantes des différentes régions du globe s’adapteront au réchauffement du monde.

“Les populations dans différentes parties d’une aire de répartition d’espèces ont évolué au fil du temps pour être bien adaptées au climat dans cette partie spécifique de l’aire de répartition, et à mesure que le climat change, elles peuvent devenir désynchronisées avec ces conditions”, a déclaré Kling. «Il est important de comprendre à quelle vitesse les variantes génétiques d’autres parties de l’aire de répartition de l’espèce peuvent arriver là où elles sont nécessaires pour comprendre à quelle vitesse l’espèce réagira au changement climatique et à quel point une population donnée peut être vulnérable, par opposition à résiliente.

Cette recherche a été financée par une bourse de recherche de la National Science Foundation.