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Wednesday, Février 8, 2023

Scientifiques déroutants depuis près de 50 ans : le mystère des cercles de fées de la Namibie enfin résolu

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Image par drone d'une voiture traversant la réserve naturelle de NamibRand, l'une des régions du cercle de fées de Namibie où les chercheurs ont entrepris des fouilles d'herbe, des mesures d'humidité du sol et d'infiltration (avril 2022). Crédit : Dr Stephan Getzin


Les cercles inexplicables sont causés par le stress hydrique des plantes, et non par les termites, selon une étude de l'Université de Göttingen.

Depuis près de 50 ans, les chercheurs sont perplexes quant à l'origine des cercles de fées namibiens. Cela se résumait à deux hypothèses principales : soit les termites étaient responsables, soit les plantes ont réussi à s'organiser d'une manière ou d'une autre. Désormais, les chercheurs du Université de Göttingen ont montré que les herbes à l'intérieur des cercles de fées ont péri peu de temps après la pluie dans le désert du Namib, mais l'activité des termites n'a pas causé les plaques dénudées.

Au lieu de cela, des observations continues de l'humidité du sol montrent que les herbes entourant les anneaux ont fortement appauvri l'eau à l'intérieur, ce qui a très probablement contribué à la mortalité des herbes à l'intérieur du cercle. Les résultats ont été récemment publiés dans la revue Perspectives en écologie végétale, évolution et systématique.


Des millions de cercles de fées se trouvent dans le Namib, entre 80 et 140 kilomètres de la côte. Ces trous circulaires dans la prairie mesurent chacun quelques mètres de large et, ensemble, ils créent un motif reconnaissable qui peut être vu à des kilomètres à la ronde. Les chercheurs ont étudié les pluies sporadiques dans de nombreuses régions désertiques et analysé les graminées, leurs racines et leurs pousses, ainsi que les dommages potentiels aux racines des termites.

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Un chercheur enquête sur la mort des herbes à l'intérieur des cercles de fées dans une parcelle près de Kamberg dans le Namib. L'enregistrement a été réalisé environ une semaine après la pluie (mars 2020). Crédit : Université de Göttingen

Les termites, de minuscules insectes qui vivent dans de grandes colonies à travers le monde, ont souvent été blâmés pour la mort des graminées. Les chercheurs ont pris grand soin d'enquêter sur les circonstances de la mort des graminées dans les cercles de fées juste après la pluie, qui a déclenché la nouvelle croissance des graminées. De plus, ils ont installé des capteurs d'humidité du sol dans et autour des cercles de fées pour enregistrer la teneur en eau du sol à des intervalles de 30 minutes à partir de la saison sèche de 2020 jusqu'à la fin de la saison des pluies de 2022.


Cela a permis aux chercheurs d'enregistrer précisément comment la croissance des nouvelles graminées émergentes autour des cercles affectait l'eau du sol à l'intérieur et autour des cercles. Ils ont étudié les différences d'infiltration d'eau entre l'intérieur et l'extérieur des cercles dans dix régions du Namib.

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Les chercheurs ont enquêté sur la mort de l'herbe dans les cercles de fées de plusieurs régions du Namib. Les racines des herbes mortes jaunâtres de l'intérieur des cercles de fées sont aussi longues et aussi intactes que les racines des herbes vertes vitales à l'extérieur des cercles. Il n'y avait aucun signe d'activité de termites. Crédit : Dr Stephan Getzin

Les données montrent qu'environ dix jours après la pluie, les herbes commençaient déjà à mourir dans les cercles alors que la majeure partie de la zone intérieure des cercles n'avait pas du tout de germination d'herbe. Vingt jours après la pluie, les herbes qui se débattaient dans les cercles étaient complètement mortes et de couleur jaunâtre tandis que les herbes environnantes étaient vivantes et vertes.

Lorsque les chercheurs ont examiné les racines des herbes à l'intérieur des cercles et les ont comparées aux herbes vertes à l'extérieur, ils ont constaté que les racines à l'intérieur des cercles étaient aussi longues, voire plus longues, que celles à l'extérieur. Cela indiquait que les graminées faisaient des efforts dans la croissance des racines à la recherche d'eau. Cependant, les chercheurs n'ont trouvé aucune preuve de termites se nourrissant de racines. Ce n'est que cinquante à soixante jours après la pluie que les dommages aux racines sont devenus plus visibles sur les herbes mortes.



Le Dr Stephan Getzin, Département de modélisation des écosystèmes à l'Université de Göttingen, explique : « L'absence soudaine d'herbe dans la plupart des zones des cercles ne peut pas être expliquée par l'activité des termites car il n'y avait pas de biomasse pour que ces insectes se nourrissent. Mais plus important encore, nous pouvons montrer que les termites ne sont pas responsables car les herbes meurent immédiatement après la pluie sans aucun signe de créatures se nourrissant de la racine.

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Co-auteur, Sönke Holch, téléchargeant les données d'un enregistreur de données dans le Namib en février 2021 lorsque les graminées ont atteint leur pic de biomasse. Crédit : Dr Stephan Getzin

Lorsque les chercheurs ont analysé les données sur les fluctuations de l'humidité du sol, ils ont constaté que la baisse de l'eau du sol à l'intérieur et à l'extérieur des cercles était très lente après les premières pluies, lorsque les graminées n'étaient pas encore établies. Cependant, lorsque les herbes environnantes étaient bien établies, la baisse de l'eau du sol après les pluies était très rapide dans toutes les zones, même s'il n'y avait presque pas d'herbes dans les cercles pour prendre l'eau.

Getzin explique : « Sous la forte chaleur du Namib, les herbes transpirent en permanence et perdent de l'eau. Par conséquent, ils créent des vides d'humidité du sol autour de leurs racines et l'eau est attirée vers eux. Nos résultats concordent fortement avec ceux des chercheurs qui ont montré que l'eau du sol se diffuse rapidement et horizontalement dans ces sables même sur des distances supérieures à sept mètres.

Getzin ajoute : « En formant des paysages fortement modelés de cercles de fées régulièrement espacés, les graminées agissent comme des ingénieurs de l'écosystème et bénéficient directement de la ressource en eau fournie par les trouées de végétation. En fait, nous connaissons des structures de végétation auto-organisées apparentées dans diverses autres zones arides difficiles du monde, et dans tous ces cas, les plantes n'ont aucune autre chance de survivre qu'en poussant exactement dans de telles formations géométriques.

Cette recherche a des implications pour la compréhension d'écosystèmes similaires, notamment en ce qui concerne le changement climatique, car l'auto-organisation des plantes tamponne contre les effets négatifs induits par l'augmentation de l'aridification.

Référence : "Le stress hydrique des plantes, et non l'herbivorie des termites, provoque les cercles de fées de la Namibie" par Stephan Getzin, Sönke Holch, Hezi Yizhaq et Kerstin Wiegand, 20 octobre 2022, Perspectives en écologie végétale, évolution et systématique.
DOI : 10.1016/j.ppees.2022.125698

L'étude a été financée par la Fondation allemande pour la recherche. 




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