par Prof. Dr. Paul Berth

Ce sont les bactéries et les champignons qui dégradent la matière organique de l’ensemble des sols de la planète. Cette dégradation produit du CO₂ à partir de la matière organique qui est composée de carbone. Ce CO₂  produit rejoindra l’atmosphère et sera in fine absorbé par un végétal qui l’utilisera pour synthétiser un nouveau type de matière organique. Dans les régions froides de la planète la dégradation microbienne de la matière organique des sols est très lente en raison des basses températures. Dans les régions chaudes et tempérées, la dégradation est par contre beaucoup plus rapide. Cette simple observation est la base d’une théorie alarmiste très utilisée : suite au réchauffement global de l’atmosphère, la dégradation de la matière organique des sols des régions froides sera probablement plus rapide. Il y aura donc plus de CO₂ émis par mètre carré de sol que si la température n’avait pas augmenté. Le CO₂ émis, si l’on en croit la théorie radiative de l’effet de serre, produira un réchauffement supplémentaire, qui à son tour fera qu’encore plus de matière organique sera dégradée en produisant du CO₂. Le système s’emballe donc et le CO₂ conduit à  ce que l’on appelle une rétroaction positive.

Mais une récente étude publiée dans une prestigieuse revue américaine (Koltz et al. 2018) [1] vient jeter un doute sérieux sur cette théorie alarmiste, du moins pour la toundra de l’ Alaska. En effet, la réalité est beaucoup plus complexe qu’on ne le pense car les bactéries et les champignons des sols ne sont pas les seuls acteurs de la décomposition de la matière organique : leurs populations sont régulées, notamment, par les microarthropodes des sols (araignées et collemboles), sans compter les virus (que l’équipe de Koltz n’ont pas étudiés). Ce que montrent Koltz et ses collaborateurs est que lorsque la toundra d’Alaska se réchauffe légèrement (de 1 à 2°C), ce n’est pas plus mais moins de matière organique qui est dégradée dans le sol… Et donc finalement moins de CO₂ qui se dégage!

Voici le mécanisme : les sols de la toundra d’Alaska contiennent énormément d’araignées loup arctiques (Pardosa glacialis) (Figure 1). La biomasse au mètre carré de ces prédateurs est énorme, et bien plus élevée que celle des prédateurs mammaliens de la région. Ces araignées loup se nourrissent de collemboles (Figure 2). Il ‘agit de petits arthropodes proches des insectes, mais aptères (sans ailes) et vivant dans le sol. La plupart des espèces connues de collemboles sont saprophages et se nourrissent principalement de végétaux en décomposition et de micro-organismes présents dans la litière (champignons, bactéries, algues). Leur consommation de champignons (hyphes et spores) est considérable et les collemboles fungivores jouent un rôle très important dans la régulation des communautés microbiennes des sols (au total, on a décrit environ 7900 espèces de collemboles).

Comme les champignons microscopiques sont responsables de l’essentiel de la dégradation de la matière organique dans les sols (et donc de l’émission de CO₂ vers l’atmosphère), si les champignons sont consommés par plus de collemboles, alors moins de matière organique est dégradée, et en conséquence moins de CO₂ est émis. Et pour quelle raison y aurait-il plus de collemboles consommant les champignons? Tout simplement parce qu’il peut y avoir plus d’araignées loup exerçant une prédation sur d’autres espèces de collemboles… avec pour résultat que les collemboles fungivores prolifèrent. Mais alors, pour quelle raison y aurait-il plus d’araignées loup? Nous y arrivons, simplement à cause du réchauffement global : les araignées loup sont connues pour produire plus d’oeufs et proliférer lorsqu’il fait plus chaud. Tout ceci est clairment démontré par l’équipe de Koltz en employant des enclos artificiels (appelés mésocosmes) placés sur le terrain en contact avec le sol. Certains mésocosmes étant bien entendu chauffés et la quantité de matière organique dégradée au cours du temps étant mesurée.

Pour conclure, méfions nous des modèles alarmistes généralement trop simplistes. Il faut considérer tous les acteurs présents dans les écosystèmes, et pas uniquement les bactéries et les champignons. Il ne reste plus qu’à réaliser le même type d’étude dans d’autres régions froides du monde.

[1] Koltz AM, Classen AT, Wright JP (2018) Warming reverses top-down effects of predators on belowground ecosystem function in Arctic tundra. PNAS July 23, 2018. 201808754; published ahead of print July 23, 2018. https://doi.org/10.1073/pnas.1808754115.