Stéphane Getzin
Les soi-disant « cercles de fées » sont des taches circulaires nues aux teintes rougeâtres que l’on trouve notamment dans les prairies namibiennes et le nord-ouest de l’Australie. Les scientifiques se demandent depuis longtemps si ces schémas inhabituels sont dus aux termites ou à une version écologique d’un mécanisme de Turing auto-organisé. Il y a quelques années, Stephan Getzin de l’Université de Göttingen a trouvé des preuves solides de cette dernière hypothèse en Australie. Et maintenant, son équipe a trouvé des preuves similaires en Namibie, selon un nouvel article publié dans la revue Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics.
« Nous pouvons maintenant rejeter définitivement l’hypothèse des termites, car les termites ne sont pas une condition préalable pour former de nouveaux cercles de fées », a déclaré Getzin à Ars. Cela vaut à la fois pour les cercles de fées australiens et namibiens.
Comme nous l’avons signalé précédemment, les Bushmen Himba des prairies namibiennes ont transmis des légendes sur les mystérieux cercles de fées de la région. Ils peuvent atteindre plusieurs pieds de diamètre. Surnommées « empreintes de pas des dieux », on dit souvent qu’elles sont l’œuvre de la divinité Himba Mukuru, ou d’un dragon souterrain dont l’haleine empoisonnée tue tout ce qui pousse à l’intérieur de ces cercles.
Les scientifiques ont leurs propres idées, et au fil des ans, deux hypothèses différentes ont émergé sur la façon dont les cercles se forment. Une théorie attribuait le phénomène à une espèce particulière de termite (Psammmotermes allocerus), dont l’enfouissement endommage les racines des plantes, ce qui fait que l’eau de pluie supplémentaire s’infiltre dans le sol sablonneux avant que les plantes ne puissent l’aspirer, ce qui donne aux termites un piège à eau pratique comme ressource. En conséquence, les plantes meurent en cercle à partir du site d’un nid d’insectes. Les cercles s’agrandissent en diamètre pendant les sécheresses parce que les termites doivent s’aventurer plus loin pour se nourrir.
L’autre hypothèse – celle adoptée par Getzin – soutient que les cercles sont une sorte de modèle de croissance spatiale auto-organisé (un modèle de Turing) qui apparaît lorsque les plantes se disputent l’eau rare et les nutriments du sol. Dans son article fondateur de 1952, Alan Turing tentait de comprendre comment des motifs naturels et non aléatoires émergent (comme les rayures d’un zèbre), et il s’est concentré sur des produits chimiques connus sous le nom de morphogènes. Il a conçu un mécanisme impliquant l’interaction entre un produit chimique activateur et un produit chimique inhibiteur qui se diffusent dans tout un système, un peu comme le feraient des atomes de gaz dans une boîte fermée.
Cela revient à injecter une goutte d’encre noire dans un bécher d’eau. Normalement, cela stabiliserait un système : l’eau deviendrait progressivement un gris uniforme. Mais si l’inhibiteur diffuse plus vite que l’activateur, le processus est déstabilisé. Ce mécanisme produira un motif de Turing : des taches, des rayures ou, lorsqu’il est appliqué à un système écologique, des grappes de nids de fourmis ou des cercles de fées.
Un chercheur enquête sur la mort des herbes à l’intérieur des cercles de fées dans une parcelle près de Kamberg dans le Namib. L’enregistrement a été réalisé environ une semaine après les pluies de mars 2020.
En 2019, l’équipe de Getzin a mené une étude sur les cercles de fées dans le nord-ouest de l’Australie, près d’une ancienne ville minière appelée Newman. L’équipe a creusé plus de 150 trous dans près de 50 cercles de fées de la région pour collecter et analyser des échantillons de sol, en particulier pour tester l’hypothèse des termites. Ils ont également utilisé des drones pour cartographier de plus grandes zones du continent afin de comparer les lacunes dans la végétation généralement causées par les termites moissonneurs dans la région, avec les cercles de fées qui se forment parfois.
Les lacunes de végétation causées par les termites moissonneurs n’étaient qu’environ la moitié de la taille des cercles de fées et beaucoup moins ordonnées, de sorte qu’ils n’ont trouvé aucune termitaria souterraine dure qui empêcherait la croissance des herbes. Mais ils ont trouvé une forte compaction du sol et une forte teneur en argile dans les cercles, preuve de la contribution des fortes pluies, de la chaleur extrême et de l’évaporation à leur formation. « Les constructions de termites peuvent se produire dans la zone des cercles de fées, mais la corrélation locale partielle entre les termites et les cercles de fées n’a pas de relation causale », a déclaré Getzin à l’époque. « Ainsi, aucun mécanisme destructeur, comme ceux des termites, n’est nécessaire pour la formation des motifs distincts du cercle de fées ; les interactions hydrologiques plante-sol suffisent à elles seules. »
Après avoir effectivement réfuté l’hypothèse australienne de l’origine des termites, Getzin s’est concentré sur le test spécifique de l’hypothèse des termites pour la Namibie, en utilisant une méthodologie similaire. Alors que ses travaux antérieurs sur les cercles de fées namibiens n’abordaient pas spécifiquement les recherches sur les racines des plantes, cette nouvelle étude montre que les racines des plantes ne sont pas touchées par les insectes herbivores.
Enquête sur un cercle de fées à Brandberg en Namibie 35 jours après les pluies de mars 2021.
« Pour la première fois, nous sommes allés juste après la pluie dans les cercles de fées et avons vérifié les nouvelles herbes pour l’herbivorie des termites », a déclaré Getzin à Ars. « Nos fouilles démontrent que les termites n’ont certainement pas causé la mort des herbes. Si vous arrivez trop tard dans les cercles de fées, les herbes sont mortes depuis longtemps et les détritivores comme les termites se sont peut-être déjà nourris de l’herbe lignifiée. Mais ils n’ont pas tué les Nous montrons sans ambiguïté que les graminées meurent avant et complètement indépendamment de toute action des termites. »
Quelle est la prochaine étape pour Getzin ? Il pense que davantage de recherches sont nécessaires sur l’intelligence de l’essaim des plantes, comparant les plantes aux castors dans le sens où elles peuvent agir comme des « ingénieurs de l’écosystème » qui modifient leur environnement. « La plupart des gens ne peuvent pas croire cela ou ne veulent pas le croire, car les plantes n’ont pas de cerveau », a déclaré Getzin. « Mais les plantes agissent de la même manière que le castor en tant qu’ingénieurs de l’écosystème parce que leur seul moyen de survivre est de former des modèles optimaux et strictement géométriques » – en d’autres termes, des modèles de Turing.
DOI : Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics, 2022. 10.1016/j.ppees.2022.125698 (À propos des DOI).