La génétique pour prédire quels arbres résisteront mieux aux changements climatiques

MONTRÉAL - Le réchauffement de la planète fait en sorte que les feuilles des arbres sortent plus tôt au printemps. Dans une étude canado-américaine publiée ce mardi, des chercheurs ont démontré que la génétique aide à prédire avec plus de précision le moment où le feuillage apparaît, jetant ainsi les assises pour un sujet qui deviendra fort important: quels arbres seront les mieux adaptés aux changements climatiques?

Alors que les arbres, plantes et arbustes réagissent fortement aux changements climatiques, cette recherche suggère que certains seront mieux outillés que d’autres afin d’y faire face.

Et cela aura son utilité: si l’on veut reboiser, par exemple, ou planter des arbres en milieu urbain, de connaître leur génétique pourrait permettre de choisir des individus qui vont mieux tolérer la chaleur dans le futur, indique Simon Joly, professeur de biologie à l’Université de Montréal et botaniste-chercheur au Jardin botanique de Montréal et l’un des auteurs de cette recherche.

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Simon Joly, professeur de biologie à l’Université de Montréal et botaniste-chercheur au Jardin botanique de Montréal

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L’étude a aussi permis de déterminer qu’une température de 5 °C plus élevée cause un débourrement - l’ouverture des feuilles - 20 jours plus tôt en moyenne, ce qui peut avoir des conséquences sur tout l’écosystème. «C’est quand même considérable», dit-il.

Il a réalisé cette recherche avec Elizabeth Wolkovich, professeure d’écologie à l’Université de la Colombie-Britannique et auparavant rattachée à l’Université Harvard.

Pour inclure l’aspect génétique aux travaux, ils ont choisi 10 espèces d’arbres et de plantes assez communes au Québec et dans l’État américain du Massachusetts, comme l’érable de Pennsylvanie, le hêtre à grandes feuilles, le chêne rouge et des espèces de chèvrefeuille, de peuplier et de bleuet. Des branches ont été prélevées dans la forêt de Harvard au Massachusetts et à la Station de biologie des Laurentides de l’Université de Montréal en janvier, une fois que les arbres et arbustes avaient eu suffisamment froid pour que les feuilles puissent s’ouvrir au printemps.

Une fois recueillies, ces boutures ont été gardées au froid et amenées à l’arboretum Arnold de Harvard, dans des chambres de croissance où la température et la longueur des jours sont contrôlées.

Résultat? «Des plantes plus similaires au niveau génétique vont réagir de façon plus similaire aux stimulus comme une augmentation de température», a fait valoir M. Joly.

«Nous n’avons d’ailleurs pas trouvé de grandes différences génétiques chez les individus d’une même espèce entre les deux régions, précise-t-il. Chez les arbres, les gènes circulent assez rapidement avec le pollen, alors certains individus du Massachusetts pouvaient être plus près génétiquement d’individus du Québec que d’autres du Massachusetts».

Il explique que lorsque les études sont réalisées uniquement au niveau écologique - sans dimension génétique - il n’y a pas vraiment d’explication aux différences de réactions entre les arbres. La leur a permis d’aller plus loin. Et de calculer à quel point la chaleur peut jouer sur la sortie des feuilles. Cela peut varier d’une année à l’autre et cette année, par exemple, l’ouverture des bourgeons est quelque peu retardée par rapport aux normales, souligne-t-il, en raison des températures plus froides.

Une éclosion précoce des bourgeons peut avoir différentes conséquences. Par exemple, si les arbres réagissent d’une façon spécifique à une augmentation des températures, mais que cela n’est pas le cas pour certains insectes, il peut y avoir un décalage entre les différents niveaux de la chaîne alimentaire. Alors certains insectes peuvent sortir de leur cocon, mais si les feuilles dont ils se nourrissent ne sont pas encore apparues, ils vont mourir. Cela peut mener à la disparition locale d’espèces, souligne le professeur.

«On s’entend que 5 °C c’est assez considérable, ça va prendre des dizaines d’années avant qu’on puisse probablement observer une augmentation de température qui est si grande». Mais même si l’on subit une augmentation de seulement 2 °C, il y aura un impact sur les arbres et l’ouverture des bourgeons, dit-il. Il est difficile à prévoir, car on ne sait pas jusqu’à quel point les températures vont augmenter dans le futur. «Ça dépend des gaz à effet de serre (GES) qu’on émet. Mais ce qui est sûr, c’est qu’il va y avoir un effet».

Même s’il demeure ainsi ardu de prédire à quoi ressembleront nos printemps dans le futur, cette étude suggère «que les variations génétiques présentes dans les populations pourraient permettre aux espèces au moins de s’adapter un peu si elles ont suffisamment de temps». Et devenir peut-être plus performantes dans un climat plus chaud, a-t-il expliqué.

Bref, pour survivre, les arbres et les plantes vont-ils progressivement migrer vers le nord, ou s’adapter? Cela va dépendre de leur potentiel d’adaptation, mais aussi d’un autre facteur: auront-ils le temps? se demande le professeur Joly.