Les champignons et les bactéries se bousculent sur le sol brûlé

Les chercheurs de l’UC Riverside ont identifié de minuscules organismes qui non seulement survivent, mais prospèrent au cours de la première année après un incendie de forêt. Les découvertes pourraient aider à redonner vie aux terres après des incendies dont la taille et la gravité augmentent.

Le feu sacré a brûlé plus de 23 000 acres dans les comtés d’Orange et de Riverside en 2018. Voulant comprendre comment l’incendie a affecté les bactéries et les champignons au fil du temps, le mycologue UCR Sydney Glassman a dirigé une équipe de chercheurs sur la cicatrice de brûlure.

« Lorsque nous sommes entrés pour la première fois dans le territoire des incendies, il y avait des cendres jusqu’aux tibias. C’était un incendie très grave », a déclaré Glassman.

Les chercheurs ont visité la cicatrice neuf fois au cours de l’année suivante, comparant la terre carbonisée avec des échantillons de sol non brûlé à proximité. Leurs découvertes, maintenant publié dans la revue Écologie moléculairemontrent que la masse globale de microbes a chuté de 50 à 80 % après l’incendie, et ne s’est pas rétablie au cours de cette première année.

Cependant, certaines choses ont vécu. « Certaines espèces ont augmenté en abondance, et en fait, il y a eu des changements très rapides d’abondance au fil du temps dans les sols brûlés », a déclaré Glassman. « Il n’y a eu aucun changement dans les sols non brûlés. »

Ce n’est pas seulement un type de bactérie ou de champignon qui a survécu. C’était plutôt un défilé de microbes qui dominaient à tour de rôle le sol brûlé au cours de cette première année après l’incendie. « Il y a eu des changements intéressants et distincts dans les microbes au fil du temps. Au fur et à mesure qu’une espèce disparaissait, une autre apparaissait », a déclaré Glassman.

Au début, ils ont trouvé des microbes avec une grande tolérance au feu et à la chaleur élevée. Plus tard, les organismes à croissance rapide avec beaucoup de spores – capables de profiter de l’espace avec peu de compétition microbienne – semblaient dominer. Vers la fin de l’année, les organismes capables de consommer du charbon de bois et d’autres débris post-incendie riches en azote avaient tendance à dominer.

Certains microbes appelés méthanotrophes régulent la dégradation du méthane, un gaz à effet de serre. Fabiola Pulido-Chavez, Ph.D. en pathologie végétale UCR. candidat et premier auteur de l’étude, a remarqué que les gènes impliqués dans le métabolisme du méthane doublaient chez les microbes post-incendie.

« Cette découverte passionnante suggère que les microbes post-incendie peuvent » manger « du méthane pour gagner du carbone et de l’énergie, et peuvent potentiellement nous aider à réduire les gaz à effet de serre », a déclaré Pulido-Chavez.

Les chercheurs continuent de tester si les champignons et les bactéries qu’ils ont trouvés ont pu prospérer à différents moments en raison de leurs caractéristiques uniques et variées, ou s’il existe une autre raison aux changements qu’ils ont observés dans le sol.

« Nous pensons qu’un organisme ne peut pas posséder toutes les compétences nécessaires pour prospérer dans une cicatrice de brûlure », a déclaré Glassman. « Si vous tolérez bien la chaleur, vous n’êtes probablement pas aussi doué pour la croissance rapide. »

Ce que les chercheurs ont vu dans le sol ressemble un peu à la réponse du corps humain à un stress majeur. Les gens souffrent d’une maladie et prennent des antibiotiques. Le médicament détruit les bactéries dans l’intestin d’une personne et de nouveaux organismes commencent à apparaître qui n’étaient pas là auparavant ou qui n’étaient pas très présents auparavant.

Finalement, les bactéries intestinales d’une personne pourraient revenir à quelque chose comme leur état d’avant l’infection, mais il n’y a aucune garantie.

« Nous essayons également de comprendre ce qui ramène la terre là où elle était avant la perturbation, qui dans ce cas était un énorme incendie », a déclaré Glassman. « Une grande partie de ce que nous étudions pourrait être transférable à un environnement de microbiome humain. »

Depuis un siècle, les scientifiques connaissent les moyens par lesquels les plantes peuvent s’adapter aux incendies de forêt et éventuellement recoloniser une cicatrice de brûlure. Comme le montre cette nouvelle recherche, les champignons et les bactéries peuvent avoir développé des stratégies d’adaptation similaires.

« C’est excitant parce que nous n’avons développé la technologie qu’au cours des deux dernières décennies pour vraiment comprendre ce que font les microbes dans le sol et comment ils contribuent à la régénération », a déclaré Glassman.

Ce que l’on apprend maintenant sur le comportement des microbes après un incendie pourrait changer les anciennes théories sur le comportement des plantes, puisque les microbes n’y étaient pas pris en compte. « Pour moi, c’est excitant, car les microbes ont longtemps été négligés, mais ils sont essentiels à la santé de l’écosystème », a déclaré Pulido-Chavez.

Une question ouverte qui demeure est de savoir si les adaptations que les plantes et les microbes ont développées en réponse aux incendies de forêt s’adapteront à nouveau aux mégafeux ou aux incendies récurrents. Alors qu’il peut y avoir eu une période de plusieurs décennies avant qu’une parcelle de terre ne brûle plus d’une fois, il est de plus en plus fréquent que le même sol brûle à nouveau en moins de 10 ans.

Particulièrement dans l’Ouest, le changement climatique provoque une hausse des températures et une fonte des neiges plus précoce, prolongeant la saison sèche lorsque les forêts sont les plus vulnérables aux incendies. Quel est l’effet de l’augmentation de la taille, de la gravité et de la fréquence des incendies sur le rétablissement après un brûlage naturel ?

« Les choses peuvent récupérer, mais cela prend du temps, et si la terre se rétablit ou non après des mégafeux super fréquents, c’est une autre histoire. Le temps de récupération peut-il suivre le rythme des mégafeux ? Nous ne savons pas encore », a déclaré Glassman.