Prédire les conséquences du changement climatique grâce à une feuille modélisée

Le biologiste Stan Schymanski est, depuis 2016, FNR ATTRACT Fellow au Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) et y dirige l’équipe de recherche WAVE (Water and Vegetation in a Changing Environment).

La plante fait le lien entre les eaux souterraines et l’atmosphère

Les plantes absorbent l‘eau par leurs racines. Cette eau arrive jusque dans les feuilles et est rejetée dans l’air par les stomates. Les stomates (du grec stoma ‚bouche‘) sont de petites ouvertures présentes sur les faces inférieures et supérieures des feuilles. Elles permettent l’échange de l’eau et du dioxyde de carbone (CO2). Lorsque les stomates sont ouverts, la plante peut recevoir du CO2 et en même temps rejeter de l’eau. Stan Schymanski et son équipe étudient la corrélation entre ce processus et le rapport entre le CO2 dans l’air et la teneur en eau de la terre. « Nos recherches devraient nous permettre de faire des prédictions concernant le changement climatique, si possible avant que des erreurs lourdes de conséquences ne soient commises », déclare Stan Schymanski.

Comment la teneur en CO2 dans l’atmosphère influence-t-elle la croissance des plantes et ainsi les nappes phréatiques ?

Lors de la combustion de combustibles fossiles, la teneur en CO2 dans l’air augmente. Les plantes réagissent beaucoup plus vite à ce changement que le climat planétaire. Lorsque la teneur en CO2 dans l’air est élevée, la plante ne nécessite pas une ouverture aussi grande de ses stomates pour absorber la quantité de CO2 nécessaire à la photosynthèse et à la croissance. De ce fait, elle rejette moins d’eau dans l’air. Ce qui n’est pas encore clair, ce sont les conséquences, positives ou négatives, de la teneur en eau dans le sol. La nappe phréatique sera-t-elle préservée, car chaque plante aura une consommation réduite ? Ou la croissance des plantes sera-t-elle stimulée par l’eau à disposition ce qui aura pour conséquence un rabattement de la nappe phréatique ? La vidéo te fera notamment découvrir de quelle façon Stan Schymanski mesure la concentration en CO2 et l’humidité de l’air sur des feuilles encore accrochées à l’arbre. Pour ce faire, il utilise un analyseur spécifique d’échange gazeux des feuilles.

Recréer la perception des feuilles en laboratoire

Afin de trouver des réponses à ces questions, Stan Schymanski et son équipe veulent développer une modélisation de feuille. Pour ce faire, ils ont besoin de senseurs qui réagissent à leur environnement de façon aussi sensible que le font lesfeuilles elles-mêmes. Ils doivent non seulement simuler la réaction des feuilles au taux de CO2 dans l’air mais aussi des facteurs tels que le vent et le refroidissement dû à l’évapotranspiration. La modélisation de la feuille devra notamment représenter le fonctionnement des stomates et indiquer la façon dont la concentration de CO2 dans l’air influence la végétation et les nappes phréatiques. La modélisation devrait permettre de prédire les changements de la végétation et des nappes phréatiques suite à l’augmentation de la concentration de CO2 dans l’atmosphère. Elle devrait également prédire l’influence de la nappe phréatique sur la végétation. « Cette modélisation nous permettra de mieux comprendre les changements environnementaux et d’attirer l’attention sur une évolution préoccupante », déclare Stan Schymanski.

Vous pouvez en savoir plus sur Stan Schymanski et son travail ici : FNR ATTRACT Fellows – the people behind the science : Stan Schymanski

Source : science.lu