La séquestration du carbone dans les terres arides dégradées pourrait être une solution prometteuse pour lutter contre le changement climatique. Des chercheurs du laboratoire Darwin21 de KAUST explorent le potentiel des plantes du désert et des micro-organismes pour capturer et stocker le carbone dans ces régions inhospitalières.
Le rôle des plantes et des microbes dans la séquestration du carbone
Heribert Hirt, responsable du laboratoire Darwin21 de KAUST, souligne l’importance de l’ingénierie écologique utilisant des plantes du désert et des microbes pour créer des îlots de fertilité et séquestrer le carbone dans les terres arides dégradées. Ces terres représentent environ un tiers de la surface terrestre de la planète et contiennent également un tiers du carbone présent dans les sols mondiaux, principalement sous forme de carbonates de calcium inorganiques.
Les plantes des régions arides, appelées espèces oxalogènes, utilisent un mécanisme appelé voie du carbone oxalate pour stocker des glucides sous forme de cristaux d’oxalate de calcium. Ces cristaux peuvent être convertis en eau et en CO2 pendant les périodes de sécheresse.
Les chercheurs ont également découvert que des microbes spécialisés dans les sols arides, appelés oxalotrophes, utilisent l’oxalate dérivé des plantes comme source exclusive de carbone. Ces microbes sécrètent également du carbonate dans le sol, qui peut précipiter sous forme de carbonate de calcium et rester stable pendant des centaines, voire des milliers d’années.
L’intelligence artificielle pour optimiser la séquestration du carbone
Heribert Hirt explique que l’intelligence artificielle peut être utilisée pour déterminer la combinaison optimale de plantes oxalogènes, de microbes oxalotrophes et de types de sol pour la séquestration du carbonate. Grâce à leur vaste biobanque de microbes du désert, les chercheurs peuvent analyser le génome de nombreuses souches pour prédire si elles sont oxalotrophes.
Dans le cadre du projet Native Genome de KAUST, des espèces de plantes oxalogènes indigènes ont déjà été identifiées. Ce projet sera désormais étendu pour caractériser des centaines de plantes et de microbes indigènes.
Les îlots de fertilité pour la recolonisation des écosystèmes
Les îlots de fertilité sont proposés comme point de départ pour la recolonisation des écosystèmes. Hassan Boukcim, co-auteur de l’étude, a déjà commencé des expériences à Al Ula, dans le nord-ouest de l’Arabie saoudite, en plantant des légumineuses telles que les acacias pour fixer l’azote et soutenir la croissance d’autres plantes du désert.
Le groupe de recherche d’Hirt a développé une technique consistant à enrober les graines de plantes indigènes avec des microbes bénéfiques. Ces graines sont d’abord cultivées en pépinière avant d’être plantées dans les sites désertiques.
En synthèse
La séquestration du carbone dans les terres arides dégradées grâce à l’utilisation de plantes du désert et de microbes pourrait offrir un potentiel considérable pour lutter contre le changement climatique. Les recherches menées par le laboratoire Darwin21 de KAUST ouvrent la voie à de nouvelles approches pour la restauration des écosystèmes et la capture du carbone dans ces régions difficiles.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce que la séquestration du carbone ?
La séquestration du carbone est le processus par lequel le dioxyde de carbone atmosphérique est capturé et stocké à long terme, généralement dans les sols, les océans ou les formations géologiques souterraines.
Quel est le rôle des plantes oxalogènes et des microbes oxalotrophes ?
Les plantes oxalogènes stockent des glucides sous forme de cristaux d’oxalate de calcium, tandis que les microbes oxalotrophes utilisent l’oxalate dérivé des plantes comme source de carbone. Ensemble, ils contribuent à la séquestration du carbone sous forme de carbonate de calcium dans les sols arides.
Comment l’intelligence artificielle peut aider à optimiser la séquestration du carbone ?
L’intelligence artificielle peut être utilisée pour déterminer la combinaison optimale de plantes oxalogènes, de microbes oxalotrophes et de types de sol pour la séquestration du carbonate, en analysant le génome de nombreuses souches microbiennes.
Qu’est-ce qu’un îlot de fertilité ?
Un îlot de fertilité est une zone de sol améliorée, généralement créée par l’activité biologique, qui favorise la croissance des plantes et la recolonisation des écosystèmes dégradés.
Quelles sont les applications potentielles de cette recherche ?
Les résultats de cette recherche pourraient être utilisés pour développer de nouvelles approches de restauration des écosystèmes et de séquestration du carbone dans les terres arides dégradées, contribuant ainsi à la lutte contre le changement climatique.
Légende illustration principale : Acacias dans le désert d’Arabie saoudite au coucher du soleil. L’acacia est une espèce végétale originaire d’Arabie saoudite qui s’est adaptée pour survivre dans des sols extrêmement arides. 2023 KAUST ; Morgan Bennett Smith.
Hirt, H., Boukcim, H., Ducousso, M. & Saad, M.M. Engineering carbon sequestration on arid lands. Trends in Plant Science, (2023).| article
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