Grâce aux expériences menées dans les serres du Musée national des sciences naturelles (MNCN-CSIC), ce travail, qui fait la couverture du magazine Science, développe une théorie qui permet de comprendre la compétition souterraine des racines et leur capacité à stocker le carbone. Connaître la concurrence entre les plantes permet d’améliorer la production agricole.
Les plantes qui poussent avec des concurrents à proximité produisent plus de racines que celles qui poussent isolément, mais cet effet est inversé lorsque le concurrent est éloigné, c’est-à-dire que lorsque les voisins sont loin, ils produisent moins de racines que ceux qui poussent seuls.
C’est l’une des conclusions des recherches menées par une équipe de scientifiques impliquant le Musée national des sciences naturelles (MNCN-CSIC), l’Université de Princeton (États-Unis), l’Université d’État Paulista (Brésil) et l’Université Carlos III.
Grâce aux expériences réalisées dans les serres du MNCN, ce travail, qui fait la couverture du magazine Science, développe une théorie qui permet de comprendre la compétition souterraine des racines et leur capacité à stocker le carbone.
Les racines des plantes sont déterminantes pour leur survie, mais aussi pour la productivité agricole et la séquestration du carbone atmosphérique. En fait, ils forment une énorme réserve de carbone végétal et sont donc importantes pour atténuer l’effet de l’excès de CO2 dans l’atmosphère. « L’étude de la compétition souterraine entre les plantes est compliquée par notre incapacité à visualiser les racines », contextualise Ciro Cabal, un chercheur de l’université de Princeton qui a participé à cette recherche lors de son séjour au MNCN. « Avec ce travail, nous avons développé et vérifié expérimentalement un modèle mathématique basé sur la théorie des jeux qui prédit la distribution spatiale des racines des plantes », poursuit-il.
Jusqu’à présent, les études sur la compétition entre les racines étaient basées soit sur la distribution ou leur longueur, c’est-à-dire la distance entre la racine et la tige, soit sur la production totale de la racine de la plante, c’est-à-dire l’investissement en biomasse que la plante consacre aux racines. Cependant, cette étude combine pour la première fois les deux facteurs, le facteur spatial et le facteur d’investissement dans la biomasse racinaire. « Avec cette recherche, nous avons réussi à concilier deux hypothèses apparemment opposées : celle de la distribution spatiale, qui prévoit une réduction de la surface de répartition des racines ; et celle de l’investissement dans la biomasse, qui affirme qu’en présence de concurrence, les plantes investissent excessivement dans la production de racines », explique Fernando Valladares, chercheur au MNCN.
Avec cette recherche théorique et expérimentale, qu’ils ont développée avec des plants de piment (Capsicum annnum), ils ont confirmé qu’en présence d’autres plantes, la densité du développement des racines près de la tige augmente et, en même temps, diminue lorsqu’elle s’approche de son concurrent. « Les plantes répondent à la concurrence en investissant davantage dans les racines si le concurrent est proche car elles privilégient le développement près de la tige, mais, au contraire, elles répondent en investissant moins dans leurs racines si le concurrent est éloigné car, dans ce cas, la ségrégation que la théorie d’un plus grand investissement dans la biomasse postule prévaudrait », conclut M. Valladares. « Ce résultat résout les contradictions que ces modèles exprimaient concernant la croissance de racines concurrentes, et aide à comprendre le développement de cette partie invisible mais vitale des plantes. En outre, elle nous permet de mieux comprendre la concurrence souterraine, ce qui soulève de nombreuses questions sur lesquelles nous devons continuer à nous pencher », conclut M. Cabal.
