Africa-Press – Djibouti. Le changement climatique et les sécheresses qui en découlent font que les apports en carbone dans les sols diminuent. Les microorganismes chargés de relâcher le carbone des sols dans l’atmosphère pourraient s’adapter rapidement à ces sécheresses, créant un déséquilibre entre le carbone stocké sous terre et celui relâché dans l’atmosphère. Alors que les sols constituent la principale réserve de CO2 organique, ces épisodes de stress hydrique pourraient affecter leur qualité ainsi que les futurs niveaux de gaz à effet de serre. Dans un article publié dans la revue Trends in Microbiology, le professeur Steven D. Allison, écologiste à l’Université de Californie (Etats-Unis), avertit sur ce phénomène et plaide pour une meilleure compréhension des comportements des microorganismes en période de sécheresse.
Le sol, puits de carbone
Les sols constituent la principale réserve de carbone organique, puisqu’ils en stockent près de 2000 gigatonnes, soit plus que l’atmosphère et la biomasse réunies. Celui-ci est apporté principalement par les racines des plantes, qui après avoir capté le CO2 atmosphérique grâce à la photosynthèse, le relarguent dans le sol. Les composés de carbone émis par les racines servent de substrat aux microorganismes et peuvent ensuite être stockés dans les sols pendant une durée variable, ou être rejetés dans l’atmosphère sous forme de CO2. Ce cycle de carbone permet des échanges réguliers et globalement équivalents entre l’atmosphère et le sol, même si dans certains cas, ce dernier peut stocker plus qu’il n’émet.
En jouant cet important rôle d’échange, mais aussi de stockage, le carbone dans les sols permet de réduire la pression sur les gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère tout en ayant un impact positif sur la matière organique du sol, puisqu’il favorise la croissance des plantes et améliore le rendement agricole.
Le changement climatique et les sécheresses qui en découlent font que les apports en carbone dans les sols diminuent. Les microorganismes chargés de relâcher le carbone des sols dans l’atmosphère pourraient s’adapter rapidement à ces sécheresses, créant un déséquilibre entre le carbone stocké sous terre et celui relâché dans l’atmosphère. Alors que les sols constituent la principale réserve de CO2 organique, ces épisodes de stress hydrique pourraient affecter leur qualité ainsi que les futurs niveaux de gaz à effet de serre. Dans un article publié dans la revue Trends in Microbiology, le professeur Steven D. Allison, écologiste à l’Université de Californie (Etats-Unis), avertit sur ce phénomène et plaide pour une meilleure compréhension des comportements des microorganismes en période de sécheresse.
Le sol, puits de carbone
Les sols constituent la principale réserve de carbone organique, puisqu’ils en stockent près de 2000 gigatonnes, soit plus que l’atmosphère et la biomasse réunies. Celui-ci est apporté principalement par les racines des plantes, qui après avoir capté le CO2 atmosphérique grâce à la photosynthèse, le relarguent dans le sol. Les composés de carbone émis par les racines servent de substrat aux microorganismes et peuvent ensuite être stockés dans les sols pendant une durée variable, ou être rejetés dans l’atmosphère sous forme de CO2. Ce cycle de carbone permet des échanges réguliers et globalement équivalents entre l’atmosphère et le sol, même si dans certains cas, ce dernier peut stocker plus qu’il n’émet.
En jouant cet important rôle d’échange, mais aussi de stockage, le carbone dans les sols permet de réduire la pression sur les gaz à effet de serre (GES) dans l’atmosphère tout en ayant un impact positif sur la matière organique du sol, puisqu’il favorise la croissance des plantes et améliore le rendement agricole. « Les sols riches en carbone retiennent davantage de nutriments, de sorte que les plantes qui y poussent ont tendance à être plus productives, et le carbone modifie les propriétés physiques du sol, ce qui empêche l’érosion », a expliqué le professeur Steven D. Allison dans un communiqué de presse.
Les microorganismes, minuscules mais essentiels
« Les réponses climatiques des microbiomes (l’ensemble des microorganismes vivant dans un environnement particulier, ndlr) pourraient avoir un impact sur l’équilibre mondial du carbone et sur les niveaux futurs de gaz à effet de serre », s’inquiète Steven D. Allison dans son étude. Ces potentielles conséquences soulignent la nécessité de mieux comprendre comment les communautés végétales et microbiennes présentes dans les sols répondent à la sécheresse.
A court terme, la sécheresse réduit la capacité du microbiome à dégrader le carbone, ce qui le maintient dans les sols, mais il est possible qu’à plus ou moins long terme, les microorganismes développent des mécanismes de tolérance à la sécheresse, ce qui contribuerait à maintenir les pertes de carbone dans les sols. Steven D. Allison décrit trois mécanismes d’adaptation :
L’acclimatation physiologique, qui permet aux microorganismes de s’adapter aux périodes de sécheresse et de réhumidification au fur et à mesure des générations (en quelques minutes ou quelques jours), grâce à des modifications génétiques.
Des changements de communauté : les sécheresses entraineraient la sélection de microorganismes adaptés à la vie en conditions sèches, modifiant ainsi la composition du microbiome du sol.
L’évolution, qui peut conduire à de nouvelles caractéristiques microbiennes conférant une résistance ou une tolérance à la sécheresse.
« Je soutiens que les pertes de carbone du sol dues à la sécheresse seront plus importantes qu’on ne le pense actuellement », avertit le professeur Allison. Si l’apport en carbone diminue à cause du manque de végétation d’une part, et que les microorganismes qui s’adaptent à la sécheresse via les mécanismes sus-cités continuent de dégrader le carbone dans le sol pour le relarguer dans l’atmosphère d’autre part, l’équilibre entre le CO2 contenu dans les sols et dans les autres écosystèmes s’en retrouverait menacé.
En effet, la perte de carbone dans les sols a un impact sur la productivité des plantes, mais entraine aussi une hausse de la concentration de CO2 dans l’atmosphère. « Les microbes du sol sont bénéfiques et nous ne pourrions pas vivre sans leur cycle du carbone et leurs nutriments, mais le changement climatique et la sécheresse peuvent modifier cet équilibre et nous devons être conscients de la manière dont il évolue », ajoute le chercheur.
Des questions restent en suspens
« Pour l’instant, nous disposons de données qui suggèrent qu’en cas de sécheresse, quelque chose change et entraîne une perte de carbone, mais nous ne comprenons pas exactement comment ou pourquoi cela se produit, si la sécheresse modifie l’abondance des microbes bénéfiques associés aux plantes par rapport aux microbes qui libèrent du carbone, si elle provoque l’évolution d’un des groupes de microbes ou si elle est davantage déterminée par des changements dans leur physiologie immédiate », explique Allison. Comprendre l’évolution des plantes et des microorganismes du sol en fonction des sécheresses à venir n’est pas chose aisée, c’est pourquoi un grand nombre de questions restent en suspens.
« Nous pourrions être en mesure de faire pencher l’équilibre dans la bonne direction », assure le professeur, mais cela nécessite des recherches supplémentaires. C’est pourquoi il est nécessaire d’étudier plus en détail les relations entre les plantes et les microorganismes du sol, d’identifier les microorganismes capables d’aider les plantes à faire face à la sécheresse ou d’identifier les microorganismes qui séquestrent le carbone dans le sol. Mieux comprendre ces mécanismes pourrait permettre de mettre en place des réponses adaptées. « Dans les systèmes agricoles, nous pouvons envisager de manipuler le sol ou d’y ajouter des microbes bénéfiques », assure l’auteur.
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