Article de vulgarisation scientifique publié par Tourbières info n°63, janvier 2015 disponible sur http://www.pole-tourbieres.org/documentation/lettres-electroniques/article/la-derniere-lettre-d-information.

Geneviève Chiapusio1, Steven Criquet2, Pierrick Priault3, Florence Piola4, Coralie Bertheau-Rossel1, Agnès Millet1, Soraya Rouifed4, Marie Laure Toussaint1, Geneviève Magnon5, Philippe Binet1.

1Laboratoire ChronoEnvironnement, UMR CNRS 6249, Université de Franche Comté, Pôle de Montbéliard, 4 place Tharradin BP 71 427, 25 211 Montbéliard cedex, 2 Institut Méditerranéen de Biodiversité et d’Ecologie continentale et marine, Université d’Aix-Marseille, UMR CNRS 7263, IRD 237, 13 397 Marseille cedex 20. 3 UMR Université de Lorraine / INRA « Ecologie et écophysiologie forestières » , Faculté des Sciences et Technologies, BP 70239, 54 506 Vandoeuvre-lès-Nancy cedex. 4 Laboratoire d’Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés, UMR CNRS 5023, Université Lyon 1, 43 Bd du 11 novembre 1918, 69 622 Villeurbanne Cedex, 5 Syndicat Mixte des Milieux Aquatiques du Haut-Doubs, 3 rue de la Gare, 25 560 Frasne.

 

Des sphaignes (Sphagnum fallax et Sphagnum magellanicum) et les plantes vasculaires (l’andromède)
Des sphaignes (Sphagnum fallax et Sphagnum magellanicum) et les plantes vasculaires (l’andromède)

Les plantes, fixées à leur substrat, ont développé des mécanismes de communication avec les autres organismes environnants, (plantes, microorganismes, insectes et autres animaux) grâce la production de molécules spécifiques issues de leur métabolisme dit « secondaire ». A ce jour plus de 200 000 molécules sont connues mais on les estime de 10 à 100 fois plus nombreuses, ce qui constitue une véritable biodiversité biochimique. L’étude de ces communications fait partie d’un domaine de recherche nommé « l’écologie chimique », axe prioritaire du CNRS. En écologie chimique, l’allélopathie se focalise sur les communications plantes-plantes et plantes-microorganismes via des molécules spécifiques appartenant généralement à 3 grandes familles : les alcaloïdes (exemple : la morphine), les terpènes (exemples : les huiles essentielles) et les polyphénols (exemples : acide caféique, flavonoïdes, tannins, lignine). Ces molécules allélopathiques permettent non seulement aux plantes de se défendre lors d’attaques parasitaires ou lors de changements environnementaux mais également d’attirer ou d’inhiber les organismes environnants. C’est ainsi que les composés phénoliques servent de médiateurs chimiques entre les plantes et les champignons pour établir la symbiose mycorhizienne.
En tourbière, nous nous intéressons particulièrement aux communications des sphaignes avec les plantes et les microorganismes environnants mais également avec le milieu qui peut être modifié lors de changements climatiques ou de perturbations hydrologiques. Internationalement, très peu d’études se focalisent sur ces communications de végétaux non vasculaires. Notre tourbière d’étude est celle du Forbonnet à Frasne (25), classée Réserve Naturelle Régionale, et faisant partie du réseau National d’Observation des tourbières (SNO tourbières) labellisé INSU en 2012. Depuis 2008, des dispositifs de réchauffement climatiques ont été mis en place sur le site avec un suivi de données météorologiques dans le cadre du programme ANR PeatWarm. Ce sont de « petites serres » à ciel ouvert (Open Top Chamber ou OTC) qui simulent une augmentation de température entre 1 et 2 °C (photographie 1).

En février 2014, nous avons obtenu un financement d’une durée de 2 ans pour un projet, classé « innovant » nationalement par le programme Ecosphère Continentale et Côtière (EC2CO, Biohefect) du CNRS (Co-financement Pays de Montbéliard Agglomération). Ce projet « SphagnAndro » a pour objectif de connaître la production, la dégradation et les effets des molécules de communication émises par les sphaignes notamment avec l’andromède (Andromeda polifolia), et ses microorganismes associés (schéma 1).

De mai à octobre 2014 des prélèvements mensuels de sphaignes (Sphagnum fallax et Sphagnum magellanicum) ainsi que d’andromède ont été réalisés dans les parcelles témoin et les parcelles avec OTC (photographie 2). En 2015, la production de molécules allélopathiques émises par les sphaignes, leur dégradation par des enzymes spécifiques et leurs effets biologiques sur le complexe andromède-microorganismes associés seront quantifiées. Ces analyses nécessitent une approche pluridisciplinaire associant différents chercheurs de plusieurs laboratoires français (Montbéliard, Marseille, Lyon, Nancy).

Les retombées attendues de ce projet sont multiples. Il permettra de mieux connaitre les communications des plantes de tourbières lors d’un réchauffement d’origine climatique et donc de comprendre comment la dynamique de végétation liée à ces communications peut changer en favorisant telle ou telle espèce végétale ou microbienne. Ces enjeux, importants en zones naturelles, pourront apporter aux gestionnaires, une meilleure connaissance des inter-relations entre ces espèces patrimoniales pour mieux appréhender la conservation de la biodiversité des tourbières. Enfin, la caractérisation de molécules impliquées dans la régulation d’autres espèces peut conduire à la découverte de molécules pouvant être utilisées comme biopesticides d’origine végétale, solution alternative à l’utilisation de pesticides chimiques de synthèse.

Contacts :
Geneviève Chiapusio, Coordinatrice du projet « SphagnAndro » (programme national EC2CO-Biohefect-CNRS), Maitre de Conférences, Ecologie chimique : genevieve.chiapusio@univ-fomte.fr
Philippe Binet, Maitre de Conférences, Ecologie microbienne : philippe.binet@univ-fcomte.fr