Utiliser les données de la science citoyenne pour étudier la floraison non saisonnière des arbres de Josué –


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  • En novembre 2019, les visiteurs du parc national de Joshua Tree en Californie ont rencontré un spectacle étrange. Les arbres de Josué et les yuccas de Mojave étroitement apparentés, qui restent normalement en dormance reproductive jusqu’à la fin du printemps, étaient en pleine floraison à la fin de l’automne.

    Dans une nouvelle étude, des chercheurs du Florida Museum of Natural History ont utilisé des données scientifiques citoyennes pour déterminer la cause de la floraison anormale et prédire quand des événements similaires pourraient se produire.

    À mesure que le changement climatique modifie les conditions météorologiques et environnementales, les plantes réagissent en produisant des feuilles et des fleurs plus tôt dans l’année, les perdant plus tard et modifiant leur aire de répartition. Surveiller et comprendre ces modèles à grande échelle, c’est un peu comme prendre le pouls de la planète.

    “Cela nous aide à comprendre ce qui détermine la période de floraison et comment cela pourrait être affecté par le changement climatique futur”, a déclaré l’auteur principal Laura Brenskelle, doctorante au Florida Museum. “La durée totale de la floraison des plantes par temps chaud ne fait que s’allonger. C’est le changement climatique que vous pouvez voir.”

    On sait peu de choses sur les conditions environnementales qui déclenchent la floraison des arbres de Josué, Yucca brevifolia, et les yuccas de Mojave, Yucca schidigera. Mais avec l’avènement des plateformes de science citoyenne comme iNaturalist, les scientifiques ont un accès illimité à des quantités de plus en plus importantes de données qui leur permettent d’étudier les modèles de biodiversité mondiale, pour lesquels les arbres de Josué sont particulièrement bien adaptés.

    En tant que l’une des plantes les plus reconnaissables sur le plan culturel dans le sud-ouest américain, elles sont souvent visitées par des naturalistes désireux de photographier les arbres, qui ont des branches minces et grêles gainées d’une imposante couche d’épines plaquées. Et surtout pour Brenskelle, les fleurs sont souvent au centre de l’attention.

    Chaque année, les arbres de Josué produisent de succulentes grappes de fleurs d’un blanc laiteux disposées en rosette. Ressemblant à une pagode et mesurant plus d’un pied de longueur, ces grappes sont faciles à repérer à distance. En conséquence, des milliers de photos téléchargées sur iNaturalist ont documenté le début et la fin de la saison de floraison anormale.

    Brenskelle et ses collègues ont examiné plus de 3 000 photographies d’arbres de Josué et de yuccas de Mojave prises entre 2009 et 2020, notant si et quand chaque plante avait des fleurs. En combinant les coordonnées GPS de chaque photo avec les données environnementales collectées par les stations de surveillance à long terme, les chercheurs ont évalué les conditions les plus étroitement liées à la période de floraison.

    Leurs résultats indiquent qu’il n’y a pas de signal unique qui annonce l’arrivée des fleurs pour les arbres de Josué et les yuccas de Mojave. Au lieu de cela, leur période de floraison semblait finement réglée sur une interaction complexe entre la température, les précipitations et la durée de la lumière du jour. Les deux espèces ont fleuri dans des conditions fraîches et humides au début de l’année avec quelques semaines d’écart entre elles. Cependant, on a également observé que les yuccas de Mojave fleurissaient plus tard dans l’année s’ils avaient accès à suffisamment d’eau.

    Au moment de l’événement de floraison anormale, les habitants ont indiqué qu’un grand système de tempête qui avait traversé la région était la cause la plus probable.

    “Il faisait exceptionnellement froid et humide pendant une partie du mois d’octobre”, a déclaré le co-auteur de l’étude, Rob Guralnick, conservateur de l’informatique de la biodiversité au Florida Museum. Étant donné que la durée de la lumière du jour est la même en automne et au printemps, on pensait que les arbres de Josué et les yuccas de Mojave avaient été “trompés” dans la floraison précoce par l’arrivée de pluies inhabituelles.

    Pourtant, même lorsque les trois conditions environnementales étaient combinées, elles n’étaient pas suffisantes pour prédire avec précision où les deux espèces avaient fleuri. Cela peut signifier que le développement des fleurs dans les yuccas du désert est régi par une interaction plus large et plus subtile d’indices environnementaux que les chercheurs n’ont pas encore découverts, a déclaré Brenskelle. “Il y a plus dans l’histoire que ce que nous avons pu capturer dans notre modèle.”

    Tout cela est une mauvaise nouvelle pour les arbres de Josué, qui dépendent d’une seule espèce de papillon nocturne pour polliniser leurs fleurs. Les papillons, qui sortent de leurs chrysalides chaque printemps, pondent leurs œufs à l’intérieur des fleurs, transférant ainsi le pollen. Une fois la fleur fécondée, les pétales tombent et les œufs sont enfermés dans le fruit en développement. Une fois que les œufs et les fruits ont mûri, les larves de la teigne éclosent et consomment un petit nombre de graines avant de s’enfouir.

    La survie de chaque espèce dépend presque entièrement du fait que les papillons et les fleurs sont actifs en même temps.

    “L’une des préoccupations concernant ces fleurs de yucca anormales est de savoir si les mêmes conditions qui ont causé la floraison précoce ont également signalé l’apparition de papillons de yucca adultes”, a déclaré Guralnick. “Nous ne le pensons pas. C’est mauvais pour le yucca, car leurs fleurs ne sont pas pollinisées pour former des fruits et des graines pour la prochaine génération de plantes, et c’est définitivement mauvais pour les mites.”

    Les scientifiques avertissent que les arbres de Josué ont peut-être déjà commencé à disparaître. Les biologistes ont noté l’établissement de moins de jeunes plants et des millions de mortalités d’arbres dues aux sécheresses et aux incendies de forêt. Si le taux actuel d’augmentation de la température mondiale se poursuit, les arbres de Josué devraient disparaître jusqu’à 90 % de leur aire de répartition actuelle d’ici la fin du siècle.

    Avec le changement climatique continu, Guralnick craint que les floraisons inhabituelles comme celle de 2019 ne soient plus inhabituelles. “Il est de plus en plus probable que ces anomalies ne soient pas ponctuelles qui se produisent une fois dans une lune bleue. Elles seront notre avenir.”

    Néanmoins, Brenskelle et Guralnick espèrent que des études comme celles-ci fourniront une base pour éclairer les futures recherches et décisions politiques, dont aucune ne serait possible sans l’aide de naturalistes passionnés qui téléchargent leurs photos et observations sur des plateformes de science citoyenne en ligne.

    “Il y a des gens qui se soucient vraiment de nos écosystèmes naturels, et le fait que les gens adorent et aiment les arbres de Josué signifie que nous avons une chance de les sauver”, a déclaré Guralnick. « Si nous en savons suffisamment sur leur biologie, nous avons encore plus de chances de prendre les bonnes décisions plus tard. »

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