Les microbes du sol qui ont survécu à des climats difficiles peuvent aider les jeunes arbres à faire de même.

Le stress microbien peut être bénéfique pour les jeunes arbres.

Les jeunes plants cultivés dans des microbes du sol qui ont connu la sécheresse, le froid ou la chaleur ont plus de chances de survivre quand ils sont confrontés aux mêmes conditions, rapportent des chercheurs dans la revue Science du 26 mai. Et des tests de suivi suggèrent que la relation protectrice des microbes avec les arbres peut persister au-delà de la plantation initiale.

Les résultats de l'équipe pourraient aider à de vastes efforts de plantation d'arbres en donnant aux nouveaux plants la meilleure chance de survie à long terme, déclare Ian Sanders, écologiste végétal et fongique à l'Université de Lausanne en Suisse. "Si vous pouvez contrôler les microbes qui sont ajoutés aux plants d'arbres dans une pépinière, vous pouvez probablement aider à déterminer s'ils vont survivre ou non lorsqu'ils sont transplantés sur le terrain."

Alors que le changement climatique pousse les températures mondiales à des niveaux de plus en plus élevés, de nombreuses espèces doivent soit s'adapter aux nouvelles conditions, soit suivre leur climat idéal vers de nouveaux endroits. Alors que les gammes des forêts ont changé au fil du temps en raison du climat de la Terre qui s'est réchauffé et refroidi sur des centaines de millions d'années, le rythme du changement climatique actuel est trop rapide pour que les arbres suivent.

Les arbres vivent longtemps et ne se déplacent ni ne évoluent très rapidement, explique Richard Lankau, écologiste forestier à l'Université du Wisconsin-Madison. Ils ont des relations étroites avec des microbes du sol qui s'adaptent rapidement, notamment des champignons, qui peuvent aider les plantes à survivre dans des conditions stressantes.

Mais il n'était pas clair si les microbes qui avaient précédemment survécu à divers climats et stress pourraient donner un coup de pouce aux jeunes arbres inexpérimentés qui rencontrent un climat changeant. Avec des amis dans le sol, "les arbres pourraient avoir plus d'outils dans leur boîte à outils que nous ne leur en donnons crédit" pour survivre aux conditions difficiles, explique Lankau.

Pour l'étude, Lankau et les écologistes Cassandra Allsup et Isabelle George - également à UW-Madison - ont recueilli du sol à 12 endroits dans le Wisconsin et l'Illinois qui variaient en température et en quantité de pluie. L'équipe a ensuite utilisé ces sols pour planter une abondance de 12 espèces d'arbres indigènes, notamment le chêne blanc (Quercus alba) et l'érable argenté (Acer saccharinum). Dans l'ensemble, "nous avions des milliers de plantes que nous surveillions", explique Allsup.

Ces jeunes plants ont grandi dans les sols d'une serre pendant deux mois avant d'être transplantés dans l'un de deux sites de plantation - un chaud et un froid. Pour simuler la sécheresse, certains arbres de chaque endroit ont été placés sous des feuilles de plastique transparentes qui bloquaient la pluie directe.

Un site dans le nord du Wisconsin se trouvait à la limite septentrionale de la gamme des arbres et représentait la façon dont les arbres pourraient s'enraciner dans une nouvelle zone qui commence à se réchauffer suffisamment pour qu'ils puissent y pousser. Là-bas, les arbres plantés dans des sols contenant des microbes adaptés au froid ont mieux survécu aux températures hivernales rigoureuses du Wisconsin. Les plantes qui ont subi la sécheresse en plus du froid, en revanche, n'ont pas eu le même avantage.

L'autre emplacement, situé dans le centre de l'Illinois, était conçu pour représenter une région où le climat devient trop chaud ou sec pour que les espèces d'arbres puissent le tolérer. Les jeunes plants cultivés dans des sols avec des microbes provenant de zones arides étaient plus susceptibles de survivre à un manque de pluie. Cependant, ceux cultivés dans des sols avec des microbes tolérants à la chaleur étaient seulement légèrement plus susceptibles de survivre lorsqu'ils recevaient des précipitations normales.

Les espèces résidentes déjà présentes dans la région n'ont pas évincé tous les microbes transplantés. De nouveaux champignons introduits ont persisté dans le sol pendant trois ans, signe que tout effet protecteur pourrait durer au moins aussi longtemps, a découvert l'équipe.

On ne sait toujours pas quels microbes aident le mieux les arbres. Les analyses des microbes vivant dans le sol ont laissé entendre que les champignons qui vivent à l'intérieur des racines des plantes peuvent mieux aider les arbres à survivre à la sécheresse. Les sols adaptés au froid semblent avoir moins d'espèces de champignons. Mais les sols contiennent également des bactéries, des archées et des protistes, explique Sanders. "Nous ne savons pas encore ce qui semble affecter la survie des plantes dans ces climats changeants."

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Déterminer quels microbes sont importants et s'il existe des conditions spécifiques qui conviennent le mieux au sol est la prochaine étape de la liste, explique Allsup. Par exemple, le sol adapté à la sécheresse de l'Iowa peut-il aider lorsque l'on plante des arbres dans l'Illinois ? "Nous devons réfléchir davantage aux sols et aux combinaisons et à la réussite de la transplantation pour sauver réellement la forêt."

Un avertissement, explique Sanders, est que le transport en masse de microbes d'un endroit à un autre pourrait apporter autant le mauvais que le bon. Certains microbes pourraient être des agents pathogènes dans le nouvel endroit où ils sont transplantés. "C'est aussi un gros risque."

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