Les arbres n’aiment pas non plus respirer la fumée des incendies de forêt – et ils retiendront leur souffle pour l’éviter.

Lorsque la fumée des incendies de forêt est dans l'air, les médecins exhortent les gens à reste à l'intérieur pour éviter de respirer des particules et des gaz nocifs.Mais qu’arrive-t-il aux arbres et autres plantes qui ne peuvent pas échapper à la fumée ?

Ils répondent un peu comme nous, il s'avère :Certains arbres ferment essentiellement leurs fenêtres et leurs portes et retiennent leur souffle.

Comme atmosphérique et scientifiques chimistes, nous étudions la qualité de l’air et les effets écologiques de la fumée des incendies de forêt et d’autres polluants.Dans une étude qui a débuté par hasard lorsque la fumée a envahi notre site de recherche au Colorado, nous avons pu regarder en temps réel comment les feuilles des pins vivants réagissaient.

Comment les plantes respirent

Les plantes ont des pores à la surface de leurs feuilles appelés stomates.Ces pores ressemblent beaucoup à notre bouche, sauf que pendant que nous inspirons de l’oxygène et expirons du dioxyde de carbone, les plantes inhalent du dioxyde de carbone et expirent de l’oxygène.

Les humains et les plantes inhalent d’autres produits chimiques présents dans l’air qui les entoure et expirent les produits chimiques produits à l’intérieur – l’haleine du café pour certaines personnes, les parfums de pin pour certains arbres.

Cependant, contrairement aux humains, les feuilles inspirent et expirent en même temps, absorbant et libérant constamment des gaz atmosphériques.

Des indices issus de plus d’un siècle de recherche

Au début des années 1900, des scientifiques étudiant les arbres dans des zones fortement polluées ont découvert que les personnes chroniquement exposées à la pollution due à la combustion du charbon avaient des problèmes de santé. granules noirs obstruant les pores des feuilles par lequel les plantes respirent.Ils soupçonnaient que la substance contenue dans ces granules était en partie créée par les arbres, mais en raison du manque d’instruments disponibles à l’époque, la chimie de ces granules n’a jamais été explorée, ni leurs effets sur la photosynthèse des plantes.

La plupart des recherches modernes sur les effets de la fumée des incendies de forêt se sont concentrées sur les cultures. les résultats ont été contradictoires.

Par exemple, une étude portant sur plusieurs sites de cultures et de zones humides en Californie a montré que la fumée diffuse la lumière de manière à rendre les plantes plus efficace à la photosynthèse et à la croissance.Cependant, une étude en laboratoire dans laquelle des plantes ont été exposées à de la fumée artificielle a révélé que la productivité des plantes diminuait pendant et après l'exposition à la fumée – bien que ces plantes j'ai récupéré après quelques heures.

Il existe d’autres indices suggérant que la fumée des incendies de forêt peut avoir un impact négatif sur les plantes.Vous en avez peut-être même goûté un :Lorsque les raisins sont exposés à la fumée, leur le vin peut être gâté.

Qu'est-ce qui rend la fumée toxique, même loin du feu

Lorsque la fumée des incendies de forêt parcourt de longues distances, elle cuit au soleil et change chimiquement.

Le mélange de composés organiques volatils, d'oxydes d'azote et de lumière solaire fabriquer de l'ozone troposphérique, ce qui peut provoquer problèmes respiratoires chez l'homme.Il peut également endommager les plantes en dégradant la surface des feuilles, en oxydant les tissus végétaux et en ralentissant la photosynthèse.

Alors que les scientifiques considèrent généralement les régions urbaines comme d'importantes sources d'ozone qui affectent les cultures sous le vent, la fumée des incendies de forêt est un problème. préoccupation émergente.D'autres composés, notamment les oxydes d'azote, peuvent également nuire aux plantes et réduire la photosynthèse.

Dans l’ensemble, les études suggèrent que la fumée des incendies de forêt interagit avec les plantes, mais de manière mal comprise.Ce manque de recherche est dû au fait qu’il est difficile d’étudier les effets de la fumée sur les feuilles des plantes vivantes à l’état sauvage :Les incendies de forêt sont difficiles à prévoir et il peut être dangereux de se trouver dans des conditions enfumées.

Recherche accidentelle – au milieu d’un incendie de forêt

Nous n’avons pas entrepris d’étudier les réactions des plantes à la fumée des incendies de forêt.Au lieu de cela, nous essayions de comprendre comment les plantes émettent des composés organiques volatils – les produits chimiques qui donnent aux forêts une odeur de forêt, mais aussi impact sur la qualité de l’air et peut même modifier les nuages.

Automne 2020 a été une mauvaise saison des incendies de forêt dans l'ouest des États-Unis, et une épaisse fumée s'est propagée sur un site où nous travaillions dans les montagnes Rocheuses du Colorado.

Le premier matin de forte fumée, nous avons effectué notre test habituel pour mesurer la photosynthèse au niveau des feuilles des pins ponderosa.Nous avons été surpris de découvrir que les pores de l’arbre étaient complètement fermés et que la photosynthèse était presque nulle.

Nous avons également mesuré les émissions des feuilles de leurs composés organiques volatils habituels et avons trouvé des valeurs très faibles.Cela signifiait que les feuilles ne « respiraient » pas – ils n’inhalaient pas le dioxyde de carbone dont ils ont besoin pour croître et n’exhalaient pas les produits chimiques qu’ils libèrent habituellement.

Avec ces résultats inattendus, nous avons décidé d’essayer de forcer la photosynthèse et de voir si nous pouvions « défibriller » la feuille à son rythme normal.En modifiant la température et l’humidité de la feuille, nous avons dégagé les « voies respiratoires » de la feuille et constaté une amélioration soudaine de la photosynthèse ainsi qu’une explosion de composés organiques volatils.

Ce que nos mois de données nous ont appris, c'est que certaines plantes réagissent à de fortes bouffées de fumée d'incendies de forêt. en fermant leur échange avec l'air extérieur.Ils retiennent effectivement leur souffle, mais pas avant d’avoir été exposés à la fumée.

Nous émettons l’hypothèse de quelques processus qui auraient pu provoquer la fermeture des pores des feuilles :Des particules de fumée pourraient recouvrir les feuilles, créant une couche empêchant les pores de s’ouvrir.La fumée pourrait également pénétrer dans les feuilles et obstruer leurs pores, les gardant collantes.Ou encore, les feuilles pourraient réagir physiquement aux premiers signes de fumée et fermer leurs pores avant d’en subir le pire.

Il s’agit probablement d’une combinaison de ces réponses et d’autres.

L'impact à long terme est encore inconnu

On ne sait toujours pas exactement combien de temps durent les effets de la fumée des incendies de forêt et comment les événements de fumée répétés affecteront les plantes – y compris les arbres et les cultures – à long terme.

Alors que les incendies de forêt augmentent en gravité et en fréquence en raison de changement climatique, politiques de gestion forestière et humain comportement, il est important de mieux comprendre l’impact.