Les mégadonnées peuvent prédire l’impact du changement climatique

Une nouvelle étude publiée dans la revue Nature examine pour la première fois le cycle de vie des plantes à l’échelle mondiale, via la création d’une base de données unique contenant d’énormes quantités de données.

Avant la présente étude, l’utilisation de données empiriques pour évaluer la propagation de la végétation était limitée à des études localisées de systèmes régionaux. La nouvelle base de données rassemble pour la première fois en un seul endroit des données sur les cycles de vie de quelque 235 000 espèces (67 % des espèces connues de la science), qui ont été collectées au cours des 80 dernières années à partir de diverses sources à travers le monde, dont des millions d’observations d’espèces à travers le monde.

Depuis des décennies, les scientifiques s’intéressent aux facteurs qui influencent la répartition et les cycles de vie des plantes vivaces et annuelles, ainsi qu’à la compétition entre les deux, dans le but de comprendre les lois de la nature et l’adaptation des différentes espèces aux conditions environnementales.

Divers modèles mathématiques ont été développés pour décrire les conditions qui affectent les plantes vivaces et annuelles. Cette nouvelle étude du Dr DeMalach et du professeur Mayrose, ainsi que la base de données internationale qu’ils ont créée, marque la première tentative d’examiner la relation entre ces modèles et la situation du monde réel.

Les espèces végétales peuvent être différenciées en plantes vivaces (plantes qui vivent généralement plus d’un an) et annuelles (plantes qui terminent leur cycle de vie au cours d’une seule saison de croissance et meurent après avoir produit des graines). La grande majorité des espèces présentes dans la nature sont des plantes vivaces, car cette catégorie comprend des graminées ainsi que des arbres et des buissons, et elles sont très importantes pour l’écosystème dans son ensemble en raison de leur rôle central dans la modération des changements climatiques dans l’ensemble de ce système et dans la prévention de l’érosion des sols et de la pollution. inondation.

Parmi les cultures agricoles, les chiffres sont inversés, les plantes annuelles occupant environ 70 % des terres agricoles et constituant environ 80 % des aliments consommés par les humains. En effet, les plantes annuelles produisent plus efficacement des graines, qui sont une source de glucides et de protéines et constituent l’épine dorsale de l’alimentation humaine.

Les chercheurs ont découvert que les plantes annuelles sont courantes dans les régions où les étés sont marqués par des températures particulièrement élevées et de faibles précipitations. Cela contraste avec la vision précédemment acceptée, qui ne considérait pas les saisons de l’année comme un paramètre pertinent et se concentrait uniquement sur les moyennes annuelles de température et de précipitations.

Par exemple, la proportion d’annuelles est plus élevée en Californie que dans le désert de Chihuahuan, bien que ce dernier soit en moyenne plus aride. En effet, les étés en Californie sont beaucoup plus secs (presque pas de pluie estivale). De plus, l’étude a révélé une répartition beaucoup plus faible des plantes annuelles à travers le monde qu’on ne le pensait auparavant. Alors que l’estimation acceptée par la communauté scientifique était qu’ils constituent environ 12 % de toute la végétation, les résultats de la nouvelle étude montrent un chiffre inférieur à la moitié de ce chiffre, à pas plus de 6 %.

Dans le cadre de l’étude, les chercheurs ont créé une nouvelle base de données mondiale unique, qui permet de prédire l’impact futur du changement climatique sur le monde végétal.

Entre autres choses, les chercheurs ont confirmé l’hypothèse selon laquelle les plantes annuelles devraient devenir plus courantes à mesure que l’empreinte humaine sur l’environnement augmente. En outre, ils ont développé un modèle suggérant que d’ici trois décennies, la proportion d’espèces annuelles augmentera dans environ 70 % des régions du monde. Cela est susceptible de nuire à l’environnement, car (par exemple) les plantes annuelles sont moins efficaces que les plantes vivaces pour réduire le dioxyde de carbone dans l’atmosphère.

Le Dr DeMalach, de la Faculté Robert H. Smith d’agriculture, d’alimentation et d’environnement de l’Université hébraïque de Jérusalem, a déclaré : « L’étude aide à expliquer l’histoire de l’humanité et est pertinente pour l’avenir de l’humanité. Elle nous aide à comprendre pourquoi l’agriculture, qui est la base de la civilisation humaine, apparue pour la première fois au Moyen-Orient. »

“Notre région est inhabituelle par sa forte proportion d’espèces annuelles, et nous savons maintenant pourquoi : elle bénéficie de conditions climatiques favorables. La production alimentaire repose principalement sur des espèces annuelles. Cela est vrai aujourd’hui, et c’était vrai il y a des milliers d’années. Ces conditions a facilité la transition d’une société de chasseurs-cueilleurs à une société agricole. Concernant l’avenir, notre modèle suggère que l’espèce humaine est devenue le facteur le plus influent de la planète, et non seulement son impact aura des conséquences sur la vie végétale sauvage, mais aussi sur la les changements provoqués affecteront également la vie humaine à leur tour.

Concernant l’importance des facteurs affectant la propagation des plantes annuelles, le Dr DeMalach a noté : « L’un des grands défis auxquels l’humanité est confrontée au 21e siècle est de fournir de la nourriture à des milliards de personnes avec un minimum de dommages à l’environnement. passer des cultures annuelles aux cultures pérennes, plus respectueuses de l’environnement.

Le Dr DeMalach a poursuivi : “Le problème aujourd’hui est que les cultures pérennes sont encore moins productives, et il y a un grand débat quant à savoir si elles peuvent devenir plus productives à l’avenir.”

L’étude a été dirigée par le Dr Niv DeMalach de la Faculté Robert H. Smith d’agriculture, d’alimentation et d’environnement de l’Université hébraïque de Jérusalem ; le professeur Itay Mayrose de la Faculté des sciences de la vie George S. Wise de l’Université de Tel Aviv ; et le Dr Tyler Poppenwimer, ancien étudiant postdoctoral à l’Université hébraïque et à l’Université de Tel Aviv et maintenant chercheur à la FDA.