Les plantes fleurissent plus tôt que jamais – voici comment elles perçoivent les saisons
Les haies de la mi-février auraient pu traditionnellement apparaître blanches sous la neige ; cette année, le blanc était dû aux fleurs de prunellier, annonciatrices du printemps. Bien qu'elle soit un signe bienvenu après un hiver pluvieux et maussade, la floraison précoce inquiète les observateurs de saison expérimentés. Cette plante a-t-elle toujours fleuri à la mi-février, me suis-je demandé, ou est-ce que quelque chose est en train de changer ?
Heureusement, la phénologie, science qui permet d'enregistrer et de comprendre les événements saisonniers, a une longue histoire en Grande-Bretagne. Robert Marsham, un naturaliste du XVIIIe siècle, a enregistré l'apparition des fleurs, des oiseaux et des insectes dans son village du Norfolk dès 1736. Les descendants de Marsham ont continué à enregistrer ces données jusqu'en 1958. Le Woodland Trust perpétue cette tradition avec le Nature's Calendar, un programme dans lequel les membres du public sont invités à enregistrer divers événements saisonniers.
Une analyse détaillée de près d'un demi-million de relevés de plantes réalisée par des scientifiques en 2022 a montré que, toutes espèces confondues, la période de floraison moyenne au Royaume-Uni avait avancé d'un mois au cours des 40 dernières années. Il existe des variations entre les espèces. L'aubépine, la 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. Elles sentent que les jours deviennent plus chauds et modifient leur développement printanier de la même manière que les humains ressentent la chaleur sur leur peau et sortent donc 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 changement climatique.
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 de la région rouge du spectre électromagnétique. Les nuits d'automne plus longues altèrent la qualité de cette lumière rouge. Bien que 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 le sang, une plante qui a senti l'approche de l'hiver va augmenter la production d'une hormone appelée acide abscissique. Cela a de multiples effets. Chez les arbres à feuilles caduques, les rameaux cessent de pousser et développent des bourgeons hivernaux résistants capables de survivre au gel et à la neige, et les feuilles tombent.
La croissance au printemps est déterminée par des facteurs similaires, comme la durée de la lumière et la température, mais la température joue généralement un rôle plus important. Si les plantes ne prêtaient attention qu'à la lumière, elles courraient le risque de commencer à pousser alors que des gelées mortelles sont encore une menace ou de manquer une bonne période de croissance lors des journées douces du début du printemps. La détection de la température détermine le moment où les fleurs printanières apparaissent. C'est pourquoi le réchauffement climatique se manifeste par l'apparition précoce de ces fleurs.
On ne comprend pas encore très bien comment les plantes détectent la température. Cela peut être dû en partie à une hormone qui bloque la croissance dans leurs cellules et qui se dégrade lorsque l'air descend en dessous d'une certaine température, ce qui permet à une hormone de croissance d'augmenter.
Si les humains ont des nerfs dans la 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 afin d'être en vol lorsque les fleurs dont elles 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 par des hormones.
L'évolution, qui a travaillé sur plusieurs générations de pollinisateurs, a permis d'établir un lien étroit entre l'apparition 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 fécondées.
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 vaste étude menée par des scientifiques allemands sur la période d’émergence des fleurs et de leurs pollinisateurs entre 1980 et 2020 a révélé un tableau complexe. Les deux ont réagi au changement climatique en fleurissant et en apparaissant plus tôt, mais les plantes ont connu un changement plus important.
Il y avait des variations entre les groupes d'insectes, les abeilles et les papillons se déplaçaient en synchronisation 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 si les plantes et les insectes qui en dépendent changent de rythme de manière synchrone, l'étape suivante de la chaîne alimentaire peut ne pas être aussi flexible. Les feuilles de chêne sont la nourriture principale des poussins d'oiseaux tels que les mésanges bleues et les gobe-mouches noirs. Les poussins ont éclos à peu près au même moment, tandis que les feuilles de chêne et les chenilles sont apparues plus tôt et sont restées jusqu'à présent synchrones. Mais pour combien de temps ?
Les fleurs de prunellier sont toujours un soulagement bienvenu après l’hiver et un signe que le printemps arrive. Mais elles sont aussi un signe du changement climatique : une expérience en cours sur le calendrier et la synchronisation des plantes et des animaux – et des chaînes alimentaires complexes dont ils font partie.
Paul Ashton, directeur du département de biologie, Université Edge Hill
