La plupart des créatures utilisées pour illustrer la tragédie du changement climatique sont de la variété familière :les ours polaires. Les papillons monarques. Tortues de mer. Notre sol, cependant, est souvent négligé - il regorge de milliards d'organismes microscopiques qui constituent l'environnement le plus riche en biodiversité sur Terre. Comme tous les êtres vivants, ils sont également affectés par le changement climatique.
Il y a un fait qui est souvent mentionné lorsque les gens parlent du sol :il y a plus de micro-organismes dans une cuillère à café de sol sain qu'il n'y a de personnes sur Terre.
La matrice des créatures vivantes qui recyclent la vie végétale et animale est incroyablement complexe, avec des bactéries, des protozoaires, des champignons, des actinomycètes, des nématodes et d'autres interagissant d'innombrables façons largement non cartographiées. Et donc, comment la sécheresse, les précipitations excessives, la chaleur et l'augmentation du CO2 pourraient-ils affecter ces relations ?
Les micro-organismes du sol sont à la base de toute vie sur terre, c'est donc une question vitale pour tout le monde. Si les microbes sont détraqués, tout le reste le sera aussi. Mais pour les agriculteurs, c'est particulièrement crucial. L'agriculture conventionnelle, avec ses intrants chimiques et la dégradation des sols, déséquilibre déjà les micro-organismes et leurs écosystèmes, avec des effets désastreux à long terme sur les récoltes. Le changement climatique pourrait massivement exacerber le problème.
On ne sait pas exactement à quoi cela ressemblera. À mesure que les conditions météorologiques et de croissance changent, les bactéries et les champignons qui aident les plantes à absorber les nutriments, par exemple, pourraient-ils changer d'équilibre avec des microbes moins bénéfiques ? Les agents pathogènes existants pourraient-ils devenir plus puissants ? Pourrait-il même y avoir une mortalité massive ?
"Quoi qu'il arrive, ce ne sera probablement pas extrême", déclare Jennifer Martiny, professeur d'écologie à l'UC Irvine qui se concentre sur la diversité microbienne. « Les microbes ne s'éteindront pas. Ils sont très adaptables; ils survivront probablement.
Mais au-delà de cela, dit Martiny, s'il est certain que les micro-organismes seront touchés, personne ne sait exactement comment. « La composition des microbes va changer avec le changement climatique. Cela affectera le fonctionnement », dit-elle. "Mais le prédire est assez difficile."
Il y a plusieurs raisons à cette incertitude. Le plus important est l'incroyable complexité du microbiome du sol et du réseau de relations qui y règne. Les champignons interagissent avec d'autres types de champignons, avec des bactéries, avec des organismes unicellulaires appelés protistes, avec des racines de plantes, et tout cela est invisible à l'œil nu. Les efforts des chercheurs pour décrire cette gamme de connexions en sont encore à un stade très élémentaire.
Par Taigi, Shutterstock.
Et puis il y a le fait que les micro-organismes du sol décomposent la matière organique végétale et stockent le carbone résultant dans le sol ou le libèrent dans l'atmosphère sous forme de dioxyde de carbone. Si le changement climatique accélère leur respiration du CO2, cela pourrait créer un cercle vicieux qui exacerbe les effets climatiques. L'inverse pourrait également se produire, ce qui signifie que les microbes pourraient atténuer les effets du changement climatique en stockant plus de carbone sous terre.
Déterminer ce qui est susceptible de se produire en cas d'augmentation du CO2 atmosphérique - ou d'autres facteurs comme une plus grande chaleur et plus ou moins d'eau que d'habitude - présente une autre difficulté :ces conditions sont difficiles à imiter dans un contexte de recherche à long terme. Et les expériences qui ont été faites ont eu lieu en grande partie dans des environnements naturels comme les forêts et les prairies, et non dans des environnements agricoles.
Les scientifiques ont fait quelques observations sur la façon dont les microbes du sol réagissent dans de nouvelles conditions liées au changement climatique. Un colloque d'experts de partout au pays s'est réuni virtuellement en novembre pour discuter du sujet. Un rapport ultérieur a déterminé que le réchauffement climatique peut réduire la diversité des microbes, augmenter la complexité de leurs relations et accélérer leur décomposition de la matière organique du sol. De nouveaux agents pathogènes sont susceptibles d'émerger.
Les chercheurs avaient cependant une mise en garde :ces découvertes pourraient ne pas s'appliquer à tous les sols. Après tout, la composition des microbes d'une ferme peut être totalement différente de celle d'une autre. "Cela dépend toujours du sol", explique Janet Jansson, scientifique en chef pour la biologie au Pacific Northwest National Laboratory et participante au colloque.
Mais Jansson souligne que, dans l'ensemble, les microbes ont tendance à s'adapter. "Il y a une chose amusante avec les micro-organismes :si vous leur donnez un changement d'environnement, de ressource ou de condition, ils trouvent en quelque sorte leur chemin", dit-elle. "Vous pouvez en avoir un petit nombre, et dans les bonnes conditions, ils commenceront à prospérer."
Jennifer Pett-Ridge, scientifique principale qui étudie l'écologie microbienne du sol au Lawrence Livermore National Laboratory, est d'accord. "Chaque micro-organisme a un sac d'astuces... il est difficile à réaliser - un espace de traits fonctionnels défini", explique-t-elle. "Voici donc un organisme qui peut gérer [faible teneur en oxygène] lorsqu'il est inondé, ou un autre qui peut gérer un faible potentiel hydrique." Tant qu'il y aura un large éventail de microbes dans le sol, certains d'entre eux prospéreront dans de nouvelles conditions.
Ainsi, malgré toute l'incertitude sur la façon dont les micro-organismes du sol réagiront au changement climatique, il existe en fait une réponse facile aux producteurs qui pourraient s'en inquiéter :viser un sol peuplé d'un groupe diversifié de microbes.
Cela peut sembler difficile à confirmer sans microscope, mais les scientifiques disent que c'est en fait intuitif. Concentrez-vous sur la construction d'un sol sain et la diversité viendra naturellement. Et un sol sain lui-même, diversifié ou non, conférera ses propres avantages face au changement climatique.
Il s'avère que les conversations de la dernière décennie sur la santé des sols et l'agriculture régénérative sont également d'actualité en ce qui concerne le changement climatique.
« La santé des sols est vraiment la base d'un système agricole résilient. C'est la base », explique Matt Wallenstein, ancien chef du département des sciences du sol et des cultures à l'Université d'État du Colorado et actuel scientifique en chef du sol à la société agricole Syngenta.
Construire un système agricole résilient signifie cultiver de nombreuses plantes différentes, car chacune offre quelque chose de différent aux microbes. Il est également essentiel d'éviter les pesticides, car ils peuvent anéantir certains de ces minuscules organismes.
Une vue aérienne des champs avec une croissance variée des cultures. Par YueStock, Shutterstock.
C'est aussi perturber le moins possible le sol. Entre autres avantages, les agriculteurs qui ne labourent que peu ou pas du tout leurs terres aident à maintenir les mycorhizes, un champignon bénéfique qui relie les racines des plantes aux nutriments et autres microbes. Certaines recherches ont montré que les champignons mycorhiziens peuvent aider une plante à maintenir sa productivité face à la sécheresse.
Différents chercheurs mettent l'accent sur différentes pratiques. « Si je veux garder mes microbes heureux, que puis-je faire ? Je pense que cela se résume à la matière organique du sol - elle a tendance à tamponner le système », explique Daniel Buckley, écologiste microbien à l'Université Cornell. Il recommande l'utilisation saisonnière des cultures de couverture. D'autres disent que des applications régulières de compost sont essentielles.
Certaines entreprises, dont Syngenta, ont développé des probiotiques ou des bioinoculants qui utilisent des microbes bénéfiques. Bien que ceux-ci puissent potentiellement être utiles pour stimuler l'activité microbienne naturelle face au changement climatique, la recherche sur leur efficacité n'est pas décisive.
Pour l'instant, la meilleure façon de se préparer aux effets du changement climatique sur les micro-organismes est de nourrir le sol du mieux possible. "Les microbes sont nos alliés - un ami de l'agriculteur", déclare Wallenstein. "Tant que nous prenons soin d'eux par une bonne intendance et une bonne gestion de nos sols, ils feront leur part pour aider à soutenir la santé des plantes."
