Acclimatation thermique de la photosynthèse et de la respiration de différentes sources génétiques de l'épinette blanche le long d'un gradient climatique

Les changements climatiques actuels et à venir posent un défi majeur pour la survie des essences forestières boréales, nécessitant l’élaboration de stratégies telles que la migration assistée pour maintenir la productivité et la résilience des écosystèmes. Il s’agit d’un déplacement intentionnel des essences forestières de leur zone de distribution actuelle vers des régions où le climat est prévu devenir plus favorable, dans le but de limiter les risques de baisse de productivité et de préserver la résilience des écosystèmes face au changement climatique. L’objectif de cette étude était d’évaluer les réponses de photosynthèse et de respiration de l’épinette blanche (Picea glauca [Moench] Voss) vis-à-vis les conditions climatiques de son aire de répartition au Québec. Dix sources génétiques représentant une partie importante de l’aire de répartition de l’épinette blanche au Canada ont été sélectionnées. Les semis ont ont été exposés pendant l’ensemble de la saison de croissance à des conditions de température moyenne actuelle (basée sur les normales climatiques établies au cours des 30 dernières années) de la saison de croissance dans le sud du Québec (Ta), et aux conditions extrêmes observées dans les marges de distribution, soit les traitements extrêmes Sud (Ta+4°C) et Nord (Ta-3°C) de l’espèce. L’étude visait plus spécifiquement à comparer les réponses photosynthétique et respiratoire aux traitements thermiques appliqués, et à investiguer l'adaptation locale et lala plasticité phénotypique en fonction de l’origine des semences. Les résultats ont révélé que la réponse de la température optimale de photosynthèse aux conditions de croissance variait selon l'origine des semis initialement choisis pour l’étude c’est-à-dire les populations. Cependant, la température optimale de photosynthèse se situait dans une plage relativement étroite de 23 ± 2 °C pour l'ensemble des traitements, suggérant une contrainte physiologique fondamentale chez l'espèce. Les taux de respiration ont montré une différenciation marquée entre les sources génétiques, avec des taux significativement plus élevés chez les populations du Nord comparativement à celles du Sud dans la plupart des conditions de croissance. Cette tendance s'est toutefois inversée aux températures les plus élevées, où la source du Sud a présenté des taux légèrement supérieurs. L'étude a également mis en évidence une variation significative des réponses thermiques entre les populations du Nord et du Sud. La population du Nord a présenté des valeurs plus élevées du taux maximal de carboxylation (Vcmax) et de la vitesse maximale de transport d’électrons (Jmax) à des températures élevées dans des conditions de croissance à haute température, démontrant une capacité inattendue de plasticité adaptative aux conditions de réchauffement extrême. En revanche, la population du Sud a montré des valeurs plus élevées aux températures de mesures au-delà de 35°C de Vcmax et Jmax dans des conditions de croissance plus modérées (Ta) et plus fraîches (Ta-3°C). Ces résultats remettent en question l'hypothèse simple selon laquelle les populations méridionales seraient nécessairement mieux adaptées aux températures élevées, et suggèrent des mécanismes d'adaptation thermique plus complexes que prévu initialement. L'énergie d’activation a été utilisée pour comparer les valeurs mesurées et prédites de Vcmax et Jmax. Les analyses ont montré que les modèles standards de prédiction, basés sur une énergie d'activation fixe, ne parvenaient pas à capturer adéquatement la réponse photosynthétique des différentes populations aux températures extrêmes. Ces écarts suggèrent que les populations d'épinette blanche possèdent des adaptations métaboliques spécifiques à leur origine qui modifient leur réponse enzymatique à la température, particulièrement aux limites de leur tolérance thermique. Les résultats montrent une variation intraspécifique parmi les semis d’épinette blanche, ces variations doivent être intégrées dans les modèles de prédiction des réponses des écosystèmes forestiers face aux changements climatiques et dans l’élaboration de stratégies de migration assistée.

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