Des chercheurs étudient comment l'extinction des oiseaux et le changement climatique affectent la diversité génétique et la conservation du palmier symbole de la forêt atlantique
Il existe un certain nombre de facteurs qui semblent affecter la survie du palmier juçara, dont le cœur de palmier de la meilleure qualité est extrait - et pour cette raison même, le plus apprécié. Outre la forte pression de la coupe illégale de la juçara et de la destruction de la forêt atlantique, l'extinction des oiseaux et les changements climatiques peuvent conduire l'espèce à l'extinction dans la nature.
Le phénomène d'extinction animale est appelé défaunition par les scientifiques. La perte d'espèces animales responsables de la dispersion des graines et du changement climatique est généralement ignorée dans la conservation de la flore. Ces deux facteurs ont été détectés au fil des années de recherche par le biologiste Mauro Galetti et son équipe du Département d'écologie de l'Universidade Estadual Paulista (Unesp), à Rio Claro.
Le cœur du palmier peut être extrait de la tige de plusieurs espèces de palmiers, mais ceux que l'on trouve couramment pour la consommation sont ceux de juçara, pupunha et açaí (ou açaí). Le palmier juçara ( Euterpe edulis ) est originaire de la forêt atlantique, tandis que les autres espèces sont originaires de l'Amazonie.
Une différence entre les trois espèces est que le juçara a un seul tronc, tandis que les autres forment des touffes. Ainsi, lors de l'extraction du cœur du palmier, le palmier juçara meurt, tandis que le pupunha et l'açaí poussent du tronc principal, comme c'est le cas pour les bananiers.
Une autre différence importante est que la juçara met huit à 12 ans pour produire un cœur de palmier de qualité, tandis que le palmier pupunha ne peut être extrait qu'après 18 mois de plantation.
Par conséquent, l'extraction des coeurs de juçara de palmier entraîne nécessairement l'abattage d'individus adultes, de préférence ceux de plus grande taille (les palmiers peuvent atteindre 20 mètres de hauteur). Lorsque les individus adultes sont abattus, il y a moins de plantes pour produire des graines à disperser pour germer. La population décline et peut même s'éteindre localement.
C'est pour toutes ces raisons que le palmier juçara est inscrit sur la Liste rouge des espèces de flore au Brésil en danger d'extinction, préparée par le Centre national pour la conservation de la flore.
La préservation de la juçara est directement liée au maintien de la biodiversité de la forêt atlantique. Ses graines et ses fruits servent de nourriture à plus de 48 espèces d'oiseaux et 20 de mammifères. Les toucans, jacutingas, jacus, sabiás et arapongas sont les principaux responsables de la dispersion des graines, tandis que les cotias, tapirs, collecteurs, écureuils et bien d'autres animaux profitent de leurs graines ou fruits. Les fruits sont riches en graisses et en antioxydants, c'est pourquoi ils sont si recherchés par les animaux.
Des chercheurs de l'Unesp ont découvert que la diminution accélérée des populations d'oiseaux disperseurs de graines, due à la fragmentation ou à la destruction des habitats ou à la capture illégale, est la principale cause de la perte de la variabilité génétique de la juçara. Et lorsque la variabilité génétique est perdue, l'espèce devient plus fragile pour faire face aux défis futurs, tels que les changements climatiques qui affectent la planète.
Dans une étude publiée dans Conservation Genetics , des chercheurs de l'Unesp, de l'Université fédérale de Goiás et de l'Université d'État de Santa Cruz ont conclu que le modèle actuel de diversité génétique d' E. Edulis dans la forêt atlantique est une combinaison du changement climatique au cours des derniers milliers d'années. et l'action humaine, comme la destruction d' habitats et l'extinction des oiseaux disperseurs de graines.
Dans ce travail, les chercheurs ont constaté que la diversité génétique du palmier juçara a été réduite par les changements climatiques au cours des 10000 dernières années (processus historique naturel) et qu'aujourd'hui ce processus peut s'expliquer par l'extinction de grands oiseaux frugivores (processus anthropique, c'est-à-dire, résultant de l'activité humaine).
Cette découverte a conduit les chercheurs à essayer de comprendre comment les oiseaux frugivores affectent le processus de différenciation génétique de la juçara.
Les recherches menées dans le laboratoire du professeur Galetti avaient déjà confirmé qu'il existait une relation entre la réduction de la taille des graines de juçara (qui varie naturellement de huit à 14 millimètres de diamètre) et l'extinction locale des grands oiseaux qui dispersent leurs graines.
Dans une étude publiée dans la revue Science en 2013, les chercheurs ont étudié 22 zones de la forêt atlantique réparties entre le Paraná, São Paulo, Rio de Janeiro, le Minas Gerais et le sud de Bahia. Ils ont constaté que dans les zones où se trouvaient de grands oiseaux frugivores, tels que les toucans ( Ramphastos spp .), Les Guans ( Penelope spp .) Et les jacutingas (i> Aburria jacutinga), les graines de juçara étaient plus grosses et pouvaient dépasser 12 millimètres. Dans les zones où prédominaient seules les espèces plus petites avec des becs plus petits, comme le muguet ( Turdus spp.), Le diamètre des graines de juçara ne dépassait pas 9,5 millimètres.
En d'autres termes: dans les zones de la forêt atlantique où la population de toucans, guans, arapongas ( Procnias nudicollis ) et jacutingas s'est éteinte localement par la chasse, les plus grosses graines ne sont plus dispersées, car elles sont trop importantes pour les petits frugivores comme les sabiás, qui ils peuvent avaler les petites graines. Les graines qui ne sont pas consommées par les oiseaux ne germent pas, c'est-à-dire que la juçara dépend des oiseaux pour maintenir sa population.
Une telle différence dans la taille des graines peut sembler petite, mais ce n'est pas le cas. C'est important pour la conservation du palmier. «En effet, les graines plus petites perdent plus facilement de l'eau car elles ont moins de surface et cela rend les palmiers plus sensibles à l'augmentation des périodes de sécheresse, ce qui devrait augmenter leur fréquence avec les changements climatiques», explique Galetti.
Les chercheurs ont découvert que dans les forêts proches de Rio Claro, où les juçaras à petites graines prédominent, après la grave sécheresse de 2014, elles n'ont tout simplement pas germé.
«La pression sélective causée par la défaunation est si forte que dans certaines régions, il a fallu 50 ans pour que les plus grosses graines de juçara disparaissent. Une telle sélection serait-elle perceptible au niveau génétique? C'est précisément cette découverte qui a conduit à notre nouveau travail », a déclaré la biologiste Carolina da Silva Carvalho, doctorante de Galetti.
Dans une étude publiée en 2016 dans Scientific Reports , du groupe Nature , le groupe Unesp a montré que la défaunation, en plus d'altérer la variabilité phénotypique (taille) des graines de juçara, conduit à des changements évolutifs dans les populations d'Euterpe edulis , ou c'est-à-dire dans son génotype.
La recherche a été soutenue par la Fondation de soutien à la recherche de l'État de São Paulo (Fapesp) dans le cadre du projet thématique «Conséquences écologiques de la défaunation dans la forêt atlantique» et de l'aide régulière «Nouvelles méthodes d'échantillonnage et outils statistiques pour la recherche sur la biodiversité: intégration l'écologie du mouvement avec l'écologie des populations et des communautés ».
«Dans ce travail, nous voulions savoir si l'extinction de grands oiseaux frugivores pouvait entraîner un changement génétique au cœur du palmier. Cependant, nous savions que des facteurs historiques pouvaient également influencer la diversité génétique du cœur juçara du palmier. Nous avons donc construit un ensemble d'hypothèses et évalué quel processus expliquait le mieux le modèle de diversité génétique parmi les populations d' E. Edulis », a déclaré Carvalho.
La recherche a pris en compte trois variables majeures susceptibles d'influencer les changements génétiques parmi les populations de palmiers juçara. Premièrement, des données sur la perte de gros agents frugivores dispersant les graines de juçara (défaunation) ont été incluses.
Deuxièmement, des données sur l'origine biogéographique des différentes populations d' E. Edulis ont été incluses . Les différences dans les populations de palmiers qui poussent dans les forêts ombrophiles, les forêts les plus denses et les plus humides, avec des feuilles persistantes, et celles qui poussent dans des zones semi-caduques, plus ouvertes et sèches, avec une végétation qui perd des feuilles de façon saisonnière, ont été étudiées.
Le rôle de la fragmentation des zones de la forêt atlantique dans la modification de la variabilité génotypique du juçara a également été étudié. La fragmentation des forêts peut entraîner des réductions drastiques de la taille de la population et une augmentation de l'isolement spatial des populations, réduisant ainsi leur diversité génétique.
«Nos travaux ont clairement montré une différenciation génétique entre les palmiers dans les endroits avec et sans grands oiseaux et nous avons conclu que l'extinction des grands frugivores modifie l'évolution du palmier juçara», ajoute Carvalho.
Cette différence génétique est-elle liée à la taille des graines? «Nous ne savons pas encore. Nous ne sommes pas allés jusqu'à analyser la génétique de la juçara pour découvrir quels gènes sont responsables de la variation de la taille des graines. Ce que nous pouvons dire, c'est que la défaunation modifie la sélection naturelle dans laquelle seules les petites graines de la juçara sont dispersées et affecte également la génétique de la plante », a déclaré Galetti.
Compte tenu de tout ce qui a été trouvé jusqu'à présent, est-il possible d'inverser cette situation? En d'autres termes, est-il possible de garantir que les populations qui n'ont que de petites graines survivent face au changement climatique?
Les chercheurs cherchent maintenant à récupérer la diversité génétique et la variabilité de la taille des graines de la juçara là où elle est compromise.
«Dans de nombreuses zones naturelles, si nous n'intervenons pas, les populations de cœur de palmier peuvent disparaître avec le changement climatique car les petites graines perdent plus d'eau et ne germent pas. En d'autres termes, pendant les années chaudes et sèches, les graines ne germeront pas », a déclaré Galetti.
«Dans cette nouvelle phase du projet, nous voulons évaluer quelle est la meilleure façon de récupérer la variabilité génétique et la taille des graines dans les populations où les grands disperseurs de graines ont disparu. Il y a des zones avec des graines grandes et petites. Cependant, seules les grosses graines ne sont pas dispersées, étant donné l'absence de plus gros oiseaux. Et il y a des zones où les grosses graines ont déjà disparu. Par conséquent, nous analysons si la simple réintroduction de grands oiseaux est suffisante pour garantir la récupération complète des graines de cœur de palmier ou si nous avons besoin d'autres stratégies de restauration plus efficaces », a déclaré Carvalho.
«Sans les cœurs de palmier, la forêt atlantique s'appauvrira, car la juçara nourrit les plus gros disperseurs de graines de la forêt», commente Galetti. «Lors d'une conférence sur ce problème pour les agriculteurs et les personnes qui entretiennent des pépinières de plants de juçara, ils m'ont rapidement dit qu'à partir de maintenant, ils sélectionneront les plus grosses semences et produiront des plants à partir de ces semences», a déclaré Galetti.
L'étude de l'écologie du palmier juçara occupe une place centrale dans la trajectoire scientifique de Galetti. «J'ai commencé à étudier la dispersion des graines en 1986, grâce à une bourse du Fapesp. J'ai étudié quels oiseaux se dispersaient et se nourrissaient des graines de juçara. C'était la base de toutes nos études ultérieures, car nous avons une base solide en histoire naturelle sur l'interaction frugivore-cœur de palmier et avec une grande confiance, nous pouvons dire quels sont les meilleurs disperseurs de la juçara », a-t-il déclaré.
Des articles:
La stabilité climatique et les impacts humains contemporains affectent la diversité génétique et l'état de conservation d'un palmier tropical dans la forêt atlantique du Brésil (doi: 10.1007 / s10592-016-0921-7), par Carolina da Silva Carvalho, Liliana Ballesteros-Mejia, Milton Cezar Ribeiro, Marina Corrêa Côrtes, Alesandro Souza Santos et Rosane Garcia Collevatti: //link.springer.com/article/10.1007/s10592-016-0921-7.
La défaunation conduit à des changements microévolutionnaires dans un palmier tropical (doi: 10.1038 / srep31957), par Carolina S. Carvalho, Mauro Galetti, Rosane G. Colevatti et Pedro Jordano: //www.nature.com/articles/srep31957.
L'extinction fonctionnelle des oiseaux entraîne des changements évolutifs rapides dans la taille des graines (doi: 10.1126 / science.1233774), par Mauro Galetti, Roger Guevara, Marina C.Côrtes, Rodrigo Fadini, Sandro Von Matter, Abraão B.Leite, Fábio Labecca, Thiago Ribeiro , Carolina S. Carvalho, Rosane G. Collevatti, Mathias M. Pires, Paulo R. Guimarães Jr., Pedro H. Brancalion, Milton C. Ribeiro et Pedro Jordano. 2013: //science.sciencemag.org/content/340/6136/1086.
Source: Peter Moon, de Agência Fapesp
