Le phénomène de facilitation : quand les plantes s’aident pour survivre

Il existe plusieurs types d'intéraction entre les organismes et les premières auxquelles nous pensons sont la prédation, le parasitisme etc. En revanche, il existe aussi des intéractions positives qui bénéficient à au moins un des partenaires sans défavoriser le second. Nous allons ici parler du phénomène de facilitation entre les plantes en prenant pour exemple un écosystème très inhospitalier : le salar d'Uyuni, en Bolivie.

Il existe plusieurs types d’intéraction entre les organismes et les premières auxquelles nous pensons sont la prédation, le parasitisme etc. En revanche, il existe aussi des intéractions positives qui bénéficient à au moins un des partenaires sans défavoriser le second. Nous allons ici parler du phénomène de facilitation entre les plantes en prenant pour exemple un écosystème très inhospitalier : le salar d’Uyuni, en Bolivie.

Photo 1 - Le Salar d'Uyuni, en Bolivie
Photo 1 – Le Salar d’Uyuni, en Bolivie

Qu’est ce que la facilitation entre plantes ?

Globalement, une espèce facilite une autre lorsqu’elle lui permet de s’implanter, de se développer ou de se reproduire dans un milieu où elle ne pourrait survivre seule. Par exemple, un grand arbre protège les jeunes plantules ou les mousses d’un vent violent ou de fortes pluies, on dit alors qu’il facilite le développement d’autres espèces, ou encore qu’il est « facilitateur » ou une espèce « nurse ».
En règle générale, les intéractions écologiques entre les espèces sont du type mutualisme (les deux espèces en tirent un avantage) ou commensalisme (une espèce tire un avantage mais la seconde n’est pas impactée négativement).

Comment cela fonctionne ?

Une plante nurse facilite l’implantation et la croissance d’autres espèces en leur conférant un refuge. Ce refuge peut offrir une protection contre des prédateurs, mais aussi contre un stress environnemental comme l’insolation, la sécheresse, la chaleur ou au contraire le froid.

Ces mécanismes sont donc particulièrement visibles dans les écosystèmes où les conditions climatiques sont défavorables : trop chaud, trop froid, trop sec etc. En revanche, il n’y a pas de facilitation quand le stress provient des nutriments dans le sol car dans ce cas, c’est la compétition entre les plantes pour l’accès aux nutriments qui prime en général.

Dans le contexte des îles du Salar d’Uyuni, un désert de sel d’altitude situé dans les Andes boliviennes, de nombreux stress abiotiques contraignent le développement des plantes telles que : des variations de température journalières très fortes (40°C le jour et près de 0°C la nuit), des radiations solaires puissantes dues à l’altitude, très peu d’eau et un sol salé. Pour couronner le tout, la pression des herbivores (Lamas et Vigognes) est relativement forte car la végétation est rare. Afin de se développer dans de telles conditions, les plantes ont évolué vers une entre-aide mutuelle.

Quelques exemples concrets

Sur l’image ci-dessous (photo 2), nous voyons bien que la végétation s’organise en patchs de petits arbustes entourés de zones stériles. Il y a donc une compétition entre les patchs pour l’accès l’eau et, en quelques sortes, chaque patch nécessite une certaine surface pour ses propres ressources en eau. En revanche, à l’intérieur de ces groupes… Environ une dizaines d’espèces cohabitent ! Vous avez ici un parfait exemple du principe de facilitation, mais comment expliquer cette cohabitation ?

Photo 2 - Végétation classique de ce milieu aride composée de patchs de plusieurs plantes facilitatrices
Photo 2 – Végétation classique de ce milieu aride composée de patchs de plusieurs plantes facilitatrices

Les espèces facilitatrices sont dans ce cas de petits arbustes d’environ 1 à 2 mètre(s) de hauteur, très odorants et/ou épineux et souvent regroupés en 2 voire 3 espèces par patch (Fabiana densa, Baccharis tola, Baccharis boliviensis, Chuquiraga spinosa, Atriplex imbricata, Adesmia polyphylla etc.). Ils offrent une place idéale pour les plantules et les herbacées, fragiles et dont les herbivores raffolent.

Photo 3 - Un arbuste du genre Adesmia protège une graminée des herbivores
Photo 3 – Un arbuste du genre Adesmia protège une graminée des herbivores

En effet, le port de l’arbuste va ombrager tout une zone dessous de ses feuilles, gardant le sol frais, un peu plus humide et protégé des rayons puissants du soleil dans ce désert situé à 3660 mètres d’altitude. De plus, lorsque les feuilles tombent et se dégradent, elles apportent des nutriments supplémentaires. Enfin, certains arbustes, très épineux (photo 3), ne sont pas consommés par les herbivores, protégeant ainsi les plantes qui se trouvent dessous ! Ainsi, on trouve sous ces arbustes, tout un tas de graminées (Jarava plumosula, Jarava leptostachya, Nassella arcuata etc.), des herbacées comme des sauges (Salvia cuspidata sbsp gliesii), des lianes (Mutisia hamata, Melinia parviflora) et enfin, de petites annuelles (Hoffmannseggia minor, Bouteloua simplex etc.). Les plantes sont en fait plus fortes en groupe pour luter contre les prédateurs, le soleil et la sécheresse.

D’autres plantes facilitent l’implantation de nouvelles espèces là où les conditions sont encore plus difficiles. Sur les plages des îles du salar d’Uyuni, le sol est principalement constitué de sable, très pauvre en nutriments, et de sel qui brûle les racines des plantes. De plus, la couche supérieur du sol est très dur à cause, justement, d’une croûte salée, vestige des crues et décrues du salar pendant la saison des pluies. Seules un nombre réduit d’espèces arrivent à s’installer dans cet écosystème particulier et elles sont en forme…. de coussin (Frankenia triandra, Sarcocornia pulvinata etc.). Leur croissance est très lente à cause du manque de nutriments et leur « carapace » très dure pour supporter le soleil et le piétinement des herbivores. La encore, le manque d’eau forme de petits patchs de coussins entourés de zones stériles (photo 5).

Photos 4 et 5 - Coussin de Frankenia triandra
Photos 4 et 5 – Coussin de Frankenia triandra
Photo 6 - Très vieux coussin de Frankenia triandra en cours de dégradation. Ce spécimen peut avoir plusieurs centaines, voire millier d'années.
Photo 6 – Très vieux coussin de Frankenia triandra en cours de dégradation. Ce spécimen peut avoir plusieurs centaines, voire millier d’années.

Au fur et à mesure de leur développement, la partie centrale du coussin meurt et se dégrade, très lentement (photo 6). Cela offre une place de choix pour des petites herbacées ou des annuelles (Hoffmannseggia minor, Distichlis humilis) mais aussi des plantules d’arbustes (Chuquiraga spinosa, Atriplex imbricata etc. photos 4 et 7). En effet, à l’intérieur du coussin, les températures sont temporisées et les variations journalières ne sont plus aussi fortes : il fait moins chaud la journée et plus doux la nuit. L’humidité relative est aussi plus élevée, les nutriments plus disponibles et il n’y a ni de croûte salée à percer, ni une quantité de sel trop importante dans le sol. Sympa non, la facilitation ?

Photo 7 - Une image pour résumer le phénomène de facilitation
Photo 7 – Une image pour résumer le phénomène de facilitation

17 commentaires

  1. Ces phénomènes sont fréquents et observables sous toutes latitudes, climats et sols mais plus évidents dans des conditions extrêmes (cf article). Une forêt est un grand ensemble inextricable de facilitations et de compétitions. C’est notre esprit qui cherche à décrire des concepts et des êtres individualisés alors que les relations constituent un l’ensemble structurant de la vie.

  2. bonjour j’ai vu l’année dernière ce salar et j’ai pensé que c’était le vent qui amassait les graines au pied d’autres plantes « obstacles »… Je n’avais pas remarqué la distance entre les unes et les autres qui leur assure leur survivance pour lutter contre l’amplitude thermique, le rayonnement, le sel, le vent, le déficit hydrique et désormais le ravinement du aux véhicules (jusqu’aux bus !). Magnifiques et grandioses paysages. Même les lapins ont transformé leurs yeux pour parer à l’éblouissement….?? c’est dire si c’est un beau pays avec des gens attachants

  3. Bonjour,

    Il y a quelque chose que je ne comprends pas. L’article fait t-il une distinction entre Commensalisme et Facilitation?
    Ou traites t-il la Facilitation comme un cas de Commensalisme?

    Je pose la question car à mes yeux, l’exemple présenté dans l’article n’est ni plus ni moins qu’un cas de commensalisme.

    Merci d’avance pour votre/vos réponses.

    1. Bonjour,

      La facilitation peut être du commensalisme effectivement : un arbuste qui protège les plantules sous sa couronne des rayons du soleil ; mais aussi du mutualisme car les patchs de végétation comportent plusieurs espèces d’arbustes avec plusieurs moyens de défense contre les herbivores par exemple (épines, odeur etc.). Le fait de se regrouper est donc bénéfique à l’ensemble des partenaires car ils mutualisent leur défense.

      N’hésitez pas si vous avez d’autres questions.

      Arthur

    2. Désolé mais je partage totalement le point de vue de Maxence : je ne vois pas trop ce qu’apporte ce nouveau concept,s’il ne fait que regrouper sous un terme générique deux concepts qui existent déjà ; d’autant qu’à mes yeux ce regroupement n’apporte rien, si ce n’est complexifier l’apprentissage en ajoutant des redondances…
      Dans votre introduction « qu’est-ce que la facilitation entre plante », vous laissez penser en introduisant la dernière phrase par « en règle générale » que la facilitation s’en distingue…
      Mais à vrai dire … « quoi de neuf sous le soleil ? » (du Salar!)

    3. En fait la facilitation n’est pas nécessairement du commensalisme, ni du mutualisme, mais c’est un phénomène qui s’observe, notamment dans les milieux où les conditions abiotiques sont difficiles et stressantes comme par exemple dans la garrigue du sud de la France.

      Là où c’est important, c’est que ce phénomène permet « d’accroître » (d’expliquer) considérablement la biodiversité de ces écosystèmes stressants et il est important de le prendre en compte dans des stratégies écologiques. Un exemple très vulgarisé : vous savez que tel arbuste facilite tout un tas de plantes annuelles, herbacées etc. Donc sa protection ou sa plantation peut s’avérer intéressante dans un contexte de conservation de la biodiversité. Mais ce n’est pas le cas de tous les arbustes, certains ne sont pas, ou sont moins facilitateurs que d’autres.

      D’un point de vu purement écologie scientifique, cela permet de comprendre comment et pourquoi ces espèces vivent dans un milieu de cette façon.

  4. Bonjour, J’irai à Madagascar fin septembre, peut-être rencontrerai-je un phénomène similaire. Mais je ne vais pas vous faire voyager aussi loin pour vous raconter ma petite histoire. J’ai une rocaille à Alès où j’ai introduit des plantes de type méditerranéen. Il y a bien longtemps, j’ai planté des Pins parasol (petits au début) tout près de cette rocaille, ce qui n’était pas une très bonne idée pour ce type de jardin. Avec le temps, les arbres sont devenus des monstres mais les plantes n’en ont pas souffert. Dans la rocaille elle même, j’ai planté un Genévrier de Phénicie, arbre qui pousse très lentement. J’ai essayé de profiter de l’assèchement du sol par les pins pour planter quelques plantes exotiques; ça n’a pas marché. Continuant l’expérience, j’ai introduit une bouture d’Epiphyllum sp., un Kalanchoe à grandes feuilles (Ikea), Cyanotis speciosa des Montagnes de Chimanimani au Zimbabwe et Ledebouria violacea sous le Genévrier de Phénicie. A ma grande surprise, elles supportent très bien les gels hivernaux (-12°C une vingtaine de jours début 2012), sans aucune protection.Bien entendu, à quelques dizaine de centimètres plus loin, ça ne marche pas.

  5. L’apparition des Lichens sur les rochers par l’association d’une algue et d’un champignon, qui crée une strate facilitant l’implantation des mousses, qui elles-mêmes, permettent l’implantation des végétaux, n’est-ce pas là un exemple plus courant de cette facilitation ?

    1. Bonjour,

      Non ce n’est pas vraiment le même phénomène, l’échelle de temps est bien plus grande. Ce que vous décrivez est une des premières étapes des successions végétales dans un milieu, où chaque étape représente un ensemble d’organismes (végétaux, champignons, bactéries etc.) dont l’installation mais surtout la dégradation permet l’implantation d’autres végétaux, généralement plus grands. On peut résumer ces étapes très (très) vulgairement en :

      Lichens => Mousse => herbacées annuelles => grande herbacées => arbustes => arbres.

      Comme d’habitude, il est difficile de ranger chaque phénomène dans des boites hermétiques et ces théories peuvent se chevaucher dans certaines conditions.

      Arthur

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