"La cartographie de la chimie de l’air de la forêt tropicale révèle 36 types de forêt" par Laurel Hamers

Images d’une parcelle dans la forêt tropicale péruvienne [13 % de la forêt amazonienne]

CANOPEES COMPLEXES - Un seul hectare de la forêt tropicale péruvienne est représenté ci-dessus avec ses couleurs naturelles (à gauche) et en couleurs qui correspondent à 23 produits chimiques différents. Les images, prises à partir d’un avion, révèlent un niveau surprenant de complexité dans la forêt. G. Asner / Carnegie Institution for Science

Pour certains organismes vivants de la forêt, un arbre est avant tout un habitat. Pour les scientifiques, c’est une véritable balise indicatrice. Une nouvelle façon de cartographier les forêts qui consiste à mesurer en position aérienne, au-dessus de la canopée, les signatures chimiques, en y révélant une biodiversité inconnue auparavant.

[Pour Wikipédia, « La canopée est l’étage supérieur de la forêt, directement influencée par le rayonnement solaire. Elle est parfois considérée comme un habitat ou un écosystème en tant que tel, notamment en forêt tropicale où elle est particulièrement riche de biodiversité et de productivité biologique. Des arbres dits arbres émergents peuvent dominer de leur hauteur la canopée. Et certains arbres, de la même espèce éventuellement peuvent avoir une croissance inhibée durant plusieurs siècles sous la canopée. Néanmoins, les forestiers et écologues ont souvent constaté que des arbres longtemps « dominés » dans leur jeunesse à l’ombre de leurs aînés, malgré un démarrage de croissance très ralenti peuvent ensuite atteindre (à la faveur d’une trouée de lumière à la suite d’un chablis) leur pleine vitalité à des âges plus avancés, et donc des statures plus importantes que des arbres ayant eu une croissance rapide dès la prime jeunesse (principe de la ’montre biologique’ ou de la ’loi de Backmann’, ici affecté par le phénomène d’attente lors d’une situation de concurrence pour la lumière, in Schutz, 19901)… » Article complet à découvrir sur le site suivant : https://fr.wikipedia.org/wiki/Canop%C3%A9e ].

La bande de forêt tropicale qui couvre les Andes péruviennes [une partie de la cordillère des Andes], et le bassin amazonien [la région de l’Amérique du Sud traversée par le fleuve Amazone et ses affluents] est l’un des endroits les plus riches de la planète en biodiversité. Mais c’est une région si sauvage et si éloignée que la variabilité de ce milieu forestier est difficile à repérer.

« Si vous regardez dans Google Earth, cet ensemble de massif forestier ressemble tout simplement à une grande couverture verte, affirme le coauteur d’une étude, Greg Asner, un écologiste travaillant à l’Institution Carnegie pour la Science [Carnegie Institution of WashingtonouCarnegie Institution for Science ] et à Earth System Science à Stanford, en Californie.

Observé de près, c’est une tout autre histoire. Chaque espèce arborescente possède un ensemble distinctif de traits ou caractères chimiques, tels que des niveaux de nutriments comme l’azote et le phosphore dans les feuilles. Collectivement, ces caractéristiques peuvent révéler beaucoup d’informations sur la composition de la forêt.

Un écosystème qui n’est pas si uniforme que cela

La mesure des traits ou caractères chimiques trouvés dans le couvert forestier a permis aux chercheurs de classer la forêt tropicale péruvienne en 36 types différents de forêt.

G. Asner / Carnegie Institution for Science

Pour jeter un coup d’œil sous la couverture verte, Asner et ses collègues ont divisé 76 millions d’hectares de forêt en carrés de 100 kilomètres. Les chercheurs ont mesuré les teneurs en eau, en azote, en phosphore et en calcium dans les feuilles des arbres à partir d’un avion, en mesurant les longueurs d’onde de la lumière réfléchie par le couvert forestier, et en prenant des échantillons à partir de petites zones de chaque carré.

Les chercheurs ont également cartographié dans les feuilles les niveaux de lignines et de polyphénols, deux produits chimiques utilisés par les organismes vivants pour leur défense.

|Selon Wikipédia, « La lignine (du latin lignum qui signifie bois) est une biomolécule, en fait une famille de macromolécules polymères, qui est un des principaux composants du bois avec la cellulose et l’hémicellulose. La lignine est présente principalement dans les plantes vasculaires et dans quelques algues1. Ses principales fonctions sont d’apporter de la rigidité, une imperméabilité à l’eau et une grande résistance à la décomposition. Toutes les plantes vasculaires, ligneuses et herbacées, fabriquent de la lignine. Quantitativement, la teneur en lignine est de 3 à 5 % dans les feuilles, 5 à 20 % dans les tiges herbacées, 15 à 35 % dans les tiges ligneuses2. Elle est moindre pour les plantes annuelles que pour les vivaces, elle est maximum chez les arbres. La lignine est principalement localisée entre les cellules (voir parois pectocellulosiques), mais on en trouve une quantité significative à l’intérieur même de celles-ci. Bien que la lignine soit un réseau tridimensionnel hydrophobe complexe, l’unité de base se résume essentiellement à une unité de phénylpropane. La lignine est le deuxième biopolymère renouvelable le plus abondant sur la Terre, après la cellulose, et, à elles deux, elles cumulent plus de 70 % de la biomasse totale. C’est pourquoi elle fait l’objet de recherches en vue de valorisations autres que ses utilisations actuelles en bois d’œuvre et en combustible… » Article sur le site suivant : https://fr.wikipedia.org/wiki/Lignine ].

|D’après Wikipédia, « Les polyphénols constituent une famille de molécules organiques largement présente dans le règne végétal. Ils sont caractérisés, comme l’indique le nom, par la présence d’au moins deux groupes phénoliques1 associés en structures plus ou moins complexes, généralement de haut poids moléculaire. Ces composés sont les produits du métabolisme secondaire des plantes. Les polyphénols prennent une importance croissante, notamment grâce à leurs effets bénéfiques sur la santé2. En effet, leur rôle d’antioxydants naturels suscite de plus en plus d’intérêt pour la prévention et le traitement du cancer3, des maladies inflammatoires4, cardiovasculaires5 et neurodégénératives6. Ils sont également utilisés comme additifs pour les industries agroalimentaire, pharmaceutique et cosmétique7. Article complet sur le site suivant : https://fr.wikipedia.org/wiki/Polyph%C3%A9nol ].

En utilisant ces données, les scientifiques ont identifié 36 types originaux et distincts de forêt, donnant une vue beaucoup plus nuancée que les grandes catégories qui sont actuellement utilisées pour la classification, d’après le rapport les chercheurs publié le 27 janvier 2017 dans la revue scientifique ‘Science’. Ils ont partagé ces types de forêts très spécifiques en six groupes qui se rapprochaient grossièrement de la topographie et de la géographie du pays.

« Le fait de pouvoir analyser ces différences dans les forêts à une échelle aussi fine, est important pour guider les efforts à faire pour la conservation », dit Asner. Une tache particulière peut apparaître à une certaine distance comme étant de même nature que son environnement proche, mais elle peut effectivement recéler des espèces végétales qui ne peuvent être trouvées nulle part ailleurs.

L’équipe de chercheurs mène actuellement des études similaires dans le nord de Bornéo et en Équateur. Finalement, les chercheurs espèrent renforcer leurs capteurs placés en orbite pour cartographier la biodiversité dans le monde entier.

Un nouveau paysage se profile

Illustration de six groupes forestiers distincts.

illustration of six forest functional groups G. Asner et autres / Science 2017

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Citation

G.P. Asner et al. Airborne laser-guided imaging spectroscopy to map forest trait diversity and guide conservation. Science. Vol. 355, January 27, 2017, p. 385. doi : 10.1126/science.aaj1987.

Further Reading – Lecture complémentaire

K. Travis. Maps show genetic diversity in mammals, amphibians around the world. Science News. Vol. 190, October 29, 2016, p. 32.

Retour au début de l’article traduit

Traduction, compléments entre […], et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant –12
/03/2017

Site ISIAS = Introduire les Sciences et les Intégrer dans des Alternatives Sociétales

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Fichier : ISIAS Forêts Mapping rainforest chemistry from the air reveals 36 types of forest French version.2

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