Les espèces de plantes tropicales sont aussi menacées par le changement climatique qu’on le craint, confirme une étude

Des biologistes de l’Université Brown, qui ont cherché à mieux comprendre les effets du changement climatique sur les espèces végétales des régions montagneuses tropicales, ont découvert que même de petites variations de température et d’humidité peuvent avoir des impacts massifs, menaçant non seulement les plantes qui y vivent, mais aussi les écosystèmes qu’elles soutiennent.

Emily Hollenbeck, qui a mené ces recherches alors qu’elle préparait son doctorat en écologie et biologie évolutive à Brown, a fait ces découvertes grâce à une série d’expériences laborieuses mais instructives menées dans la région montagneuse de Monteverde au Costa Rica.

Hollenbeck se consacre à l’étude de l’impact du changement climatique sur les forêts tropicales et, dans le cadre de son travail de thèse, elle a passé cinq ans à mener des recherches pour documenter la présence d’espèces végétales appelées épiphytes sur trois montagnes du Costa Rica et du Panama. Sur l’une des montagnes, elle a transplanté des espèces végétales sur des sites dont l’altitude, la température et l’aridité variaient, puis a observé et quantifié les effets sur les plantes.

Selon l’étude publiée dans Nature Communicationsla plupart des espèces épiphytes ont eu du mal à survivre en dehors de leur aire de répartition d’origine, dans des conditions climatiques même légèrement différentes de celles qu’elles connaissent habituellement. Les chercheurs ont conclu que leurs travaux renforçaient les hypothèses antérieures sur les risques d’extinctions généralisées dues au changement climatique dans les écosystèmes de montagne tropicaux.

« Il est déjà évident pour les gens qui vivent ici, même ceux qui ne sont pas biologistes, que le monde naturel a changé de manière spectaculaire au cours des 20 ou 30 dernières années en réponse au changement climatique », a déclaré Hollenbeck, qui est aujourd’hui président de la Monteverde Conservation League, une organisation à but non lucratif du Costa Rica qui se consacre à la conservation et à la réhabilitation des écosystèmes tropicaux et de leur biodiversité. « Il nous a semblé très important de mener une étude scientifique très spécifique et bien contrôlée pour fournir un contexte et des preuves à l’appui de ce que nous observons. »

Canaris dans une mine de charbon

Bien qu’il soit largement admis que le changement climatique présente des risques d’extinction pour de nombreuses espèces, la compréhension de cette dynamique est limitée. C’est particulièrement le cas pour les régions montagneuses tropicales qui abritent certains des écosystèmes les plus diversifiés de la planète, a déclaré Dov Sax, co-auteur de l’étude, professeur d’écologie, d’évolution et de biologie des organismes à Brown et directeur de thèse de Hollenbeck.

Sax a déclaré que la plupart des estimations du risque d’extinction dû au changement climatique sont basées sur des modèles statistiques corrélatifs qui prennent en compte le type de conditions climatiques que connaissent actuellement les espèces et si ces conditions sont susceptibles de se produire à proximité dans le futur.

Bien que ces approches fonctionnent bien aux États-Unis et en Europe, où la répartition géographique précise des espèces est bien étudiée, Sax a déclaré qu’elles sont mal adaptées aux environnements tropicaux. Dans ces régions, la répartition de la plupart des espèces est souvent mal documentée et il n’est pas certain que les espèces puissent tolérer des conditions différentes de celles qui règnent à leur emplacement actuel.

« Les chercheurs n’ont pas une idée précise de l’ampleur du risque d’extinction des organismes tropicaux en fonction des différents niveaux de changement climatique », a déclaré Sax.

L’étude aborde directement ces limitations pour les épiphytes tropicaux dans les montagnes du Costa Rica et du Panama, a déclaré Sax – et cela a nécessité une quantité de travail extraordinaire.

Avec l’aide des assistants de recherche de Brown, Hollenbeck a étudié avec soin la répartition d’environ 70 espèces d’épiphytes dans trois chaînes de montagnes. Les chercheurs ont grimpé et descendu des arbres et traversé des terrains montagneux pour transplanter environ 1 500 épiphytes individuels de 15 espèces différentes à diverses altitudes et conditions climatiques au-dessus et en dessous des altitudes où ils survivent normalement. Les chercheurs ont surveillé les plantes tous les trois mois pendant trois ans.

« Nous avons découvert que ces espèces sont réellement aussi sensibles aux petits changements des conditions climatiques que ce que l’on craignait largement, et que certaines expériences antérieures, à bien plus petite échelle, avaient déjà démontrées dans le passé », a déclaré Sax.

Même les plantes ayant les aires de survie les plus étendues, qui étaient censées être les moins vulnérables au changement, ont eu des résultats plus mauvais que ce que les chercheurs attendaient.

En outre, les résultats suggèrent des résultats très différents des conditions de température attendues d’ici 2100 selon les différents scénarios de changement climatique. Sous des températures associées aux scénarios de faibles émissions déterminés par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (1,5 degré Celsius au-dessus des niveaux préindustriels), la plupart des espèces végétales étudiées survivront.

Mais dans des scénarios d’émissions modérément élevées (3,2 degrés Celsius au-dessus des niveaux préindustriels), 5 à 36 % des espèces étudiées pourraient disparaître de toutes les montagnes de la région et 10 à 55 % des espèces disparaîtront de la montagne sur laquelle elles ont été étudiées.

« Il est quelque peu alarmant de constater à quel point nous sommes proches d’un seuil ou d’un point de basculement pour ces espèces tropicales », a déclaré Sax, notant que la température de la surface de la Terre a déjà augmenté d’un degré Celsius depuis l’ère préindustrielle.

« D’un côté, cela nous donne de l’espoir quant à la possibilité de ralentir considérablement le changement climatique, mais d’un autre côté, cela montre à quel point un réchauffement supplémentaire est faible pour conduire aux extinctions massives que nous craignons. »

Sax a ajouté qu’avec un réchauffement modéré, un tiers de toutes les épiphytes pourraient disparaître d’ici la fin du siècle, ce qui pourrait avoir des effets en aval profonds et imprévisibles sur l’écosystème et, en fin de compte, sur les populations et l’économie environnantes.

Hollenbeck, qui vit au Costa Rica et enseigne les sciences, gère des bourses de recherche et conçoit des programmes pour l’école Avenues the World, a déclaré que les épiphytes de la forêt tropicale sont comme les canaris dans une mine de charbon.

« Obtenir ce niveau de données concrètes a nécessité un travail de terrain considérable sur une longue période et s’applique à environ 70 espèces de plantes », a-t-elle déclaré. « Mais cette recherche ne fait qu’effleurer la surface de la façon dont le changement climatique affecte différentes espèces. »