Il est facile de voir comment les sécheresses, les incendies et d’autres caractéristiques de l’environnement modifient et déterminent la forme d’une forêt, des arbres qui la composent, à où et quels arbres poussent et vivent ensemble.
Mais un autre hasard de la nature joue un rôle sous-estimé dans la composition et la santé globales des forêts : la foudre.
« Les forêts, à l’échelle mondiale, rajeunissent. En général, nous constatons que les arbres les plus anciens des forêts meurent pour diverses raisons et ne sont pas remplacés », déclare Jeannine Richards, chercheuse postdoctorale au département de botanique de l’Université. du Wisconsin-Madison. « La foudre est l’un de ces dangers qui contribue à la perte de grands arbres au fil du temps, et nous réalisons tout juste maintenant qu’il doit faire partie de cette liste de facteurs. »
Richards, dans le laboratoire du professeur Kate McCulloh, est co-auteur d’une nouvelle étude sur Plantes naturelles qui aide à faire de la foudre un facteur environnemental susceptible de dicter les arbres qui constitueront les forêts tropicales à l’avenir.
Il est important de prendre la foudre au sérieux, car certaines preuves montrent que le nombre de coups de foudre augmente avec le changement climatique, ce qui signifie qu’il pourrait jouer un rôle plus important dans les perturbations forestières et le renouvellement des arbres à l’avenir. Une meilleure compréhension de la foudre peut également conduire à la création de modèles climatiques améliorés qui aident les chercheurs à étudier comment les forêts du monde peuvent réagir aux changements de leur environnement.
Pendant des années, les scientifiques ont observé que les espèces d’arbres semblaient réagir différemment aux coups de foudre, mais les effets de ces coups sur la composition de la forêt n’avaient pas été mesurés car la foudre est difficile à suivre et à documenter.
Entrez dans le système spécialisé de surveillance de la foudre situé dans les forêts adjacentes au canal de Panama du monument de la nature de Barro Colorado. Pendant les tempêtes, le système de surveillance enregistre les images et les horodatages des coups de foudre de quatre tours différentes situées dans la forêt. Des chercheurs, dont Richards, utilisent des photos de la même frappe de plusieurs tours pour trianguler l’emplacement de la frappe et sortir pour documenter les dégâts.
Lorsqu’un impact se produit, les arbres les plus hauts qui dépassent de la canopée sont ceux qui sont les plus susceptibles d’être directement touchés. Contrairement à une forêt tempérée comme celles typiques du Wisconsin, cependant, ce ne sont pas seulement quelques arbres qui sont endommagés par un seul coup. Jusqu’à 100 arbres connectés ou suffisamment proches de l’arbre frappé peuvent être exposés au courant électrique, provoquant la mort instantanée de certains, la mort lente d’autres et la poursuite de leurs activités habituelles.
Les scientifiques s’attendaient à ce que chaque arbre réagisse différemment à la foudre en fonction d’un nombre infini de différences individuelles possibles. Bien qu’ils aient trouvé cela, ils ont été surpris de trouver également un schéma cohérent dans lequel les arbres d’une même espèce réagissaient de la même manière les uns aux autres.
Ils ont également constaté que les espèces d’arbres qui sont le plus souvent frappées par la foudre sont généralement les plus tolérantes, ce qui signifie qu’elles sont moins susceptibles de mourir ou de subir de graves dommages après un coup de foudre. Les espèces qui avaient un bois plus dense avaient également tendance à être plus tolérantes aux coups de foudre, surtout si elles avaient des vaisseaux relativement plus grands, un système de cellules qui aident à déplacer l’eau dans un arbre.
Les palmiers faisaient partie des espèces les plus sensibles de l’étude, mourant presque toujours lorsqu’ils sont exposés à la foudre. Richards dit que cela pourrait être dû aux différences entre certains traits fonctionnels des palmiers et ceux d’autres arbres, tels que la façon dont ils poussent et l’architecture de leurs frondes. Cependant, leur emplacement dans le sous-étage de la forêt signifie qu’ils n’étaient pas souvent exposés à la foudre.
Richards dit que d’autres études doivent être menées pour mieux déterminer quels traits font qu’une espèce d’arbre est plus ou moins tolérante à la foudre, mais elle dit que c’est un début inspirant.
Par exemple, les chercheurs savent déjà que dans les endroits qui connaissent des sécheresses régulières, les espèces qui ont besoin de moins d’eau survivent mieux que leurs homologues. De même, là où les incendies sont fréquents, les espèces à écorce épaisse peuvent mieux résister aux dommages causés par le feu, et celles qui peuvent repousser rapidement après un incendie auront tendance à être plus dominantes dans la communauté des espèces. Richards envisage le même genre de compréhension avec la foudre.
Pour elle, rejoindre le projet était excitant non seulement parce qu’il était sous-étudié, mais aussi parce que tout le monde a une sorte de connexion ou de réaction à la foudre.
« La foudre est un phénomène tellement charismatique. Je me souviens d’être sorti quand j’étais enfant et d’avoir regardé des orages avec mon père sur notre porche », dit Richards.
Avec ce partenariat entre les scientifiques du Barro Colorado Nature Monument du Smithsonian Tropical Research Center, des chercheurs de l’Université de Louisville et de l’Université de l’Alabama à Huntsville, les scientifiques n’ont fait qu’effleurer la surface, explique-t-elle.
« Il y a tellement de choses que nous ne savons pas sur la foudre », dit Richards, ajoutant qu’elle espère que cette recherche inspirera d’autres écologistes à se joindre à l’enquête.
Jeannine H. Richards et al, Les espèces d’arbres tropicaux diffèrent par les dommages et la mortalité causés par la foudre, Plantes naturelles (2022). DOI : 10.1038/s41477-022-01230-x