Botanique et génétique en cordée

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Botanistes et chercheurs continuent de s'accrocher aux parois des Écrins pour mieux comprendre comment certaines espèces ont affronté les glaciations. Cette année, c'est en Oisans, dans le cirque du Soreiller qu'ils ont traqué les plantes en coussins.

L'Aiguille Dibona serait un nunatak...
Un nunatak ("montagne" en inuit) est une zone restée émergée des glaces durant les glaciations, une longue période qui a pris fin il y a à peine une centaine de siècles.

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Alors que 80% de la flore européenne a été éradiquée par le froid à cette époque, certaines espèces pourraient avoir survécu en trouvant refuge sur ces nunataks. Une équipe du laboratoire d'écologie alpine (LECA) étudie ces espèces en partenariat avec le Parc national des Écrins. Il s'agit de comprendre l'histoire de leur répartition géographique et de leur adaptation aux conditions extrêmes de la haute montagne.

Cette étude permettra au final d'obtenir une cartographie fine de la diversité génétique de ces espèces, et donc des nunataks dans les Ecrins.

Les botanistes et chercheurs impliqués dans cette étude en altitude sont donc aussi de bons alpinistes. Après l'Olan, l'Ailefroide, le Pelvoux et le Rateau prospectés en 2009 et 2010, un effort tout particulier a été mis sur le cirque du Soreiller cette année.

Certains de ses sommets présentent en effet de parfaites caractéristiques de nunataks : altitudes maximales au-dessus de 3000 m, parois sud abruptes et bien exposées au soleil, parties sommitales formant des « contreforts ». Quatre sommets étaient ainsi en vue : l'Aiguille Dibona (a priori nunatak par excellence !), l'Aiguille du Plat de la Selle, les pointes de Burlan et la Tête du Rouget. Seul ce dernier n'a pas pu être prospecté pour cause de mauvais temps.

2011-08-seb-lavergneL'ensemble des échantillons prélevés sur les trois parois prospectées, associé à ceux issus des deux dernières campagnes de prospection (2009, 2010), va permettre de réaliser les premières séries d'analyses génétiques.

La prospection dans le cirque du Soreiller aura également permis d'enrichir a connaissance de sa diversité floristique et de mieux appréhender certaines capacités d'adaptation de végétaux aux conditions écologiques de la haute montagne.

Cédric Dentant, botaniste au Parc national des Écrins, nous raconte ces dernières prospections, réalisées avec Sébastien Lavergne, chargé de recherche CNRS et membre du LECA.

Les sites de prospection :

- A la Pointe occidentale de Burlan
- A l'Aiguille de la Dibona
- A l'Aiguille du Plat de la Selle

A la Pointe occidentale de Burlan

Pour arriver au pied de cette imposante paroi, il faut traverser une zone rocailleuse, ébouleuse et sableuse : il s'agit de l'ancien emplacement du glacier ouest du Soreiller, encore nettement bien dessiné sur la carte IGN actuelle !
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Représentation de l'occupation passée du glacier ouest du Soreiller - (vue de la paroi sud des Burlan - voie « Muriabelle »)

Ce glacier n'est plus, mais le modelé qu'il a laissé est encore clairement observable sur le terrain.

L'échantillonnage a porté à la fois sur les parties basses de la paroi - assurément immergées sous les glaces - et sur les parties hautes.

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Lignes supérieures théoriques du glacier lors du maximum glaciaire (vue du pied de la paroi occidentale sud de Burlan)

Ce multiple échantillonnage permettra de mesurer un gradient (potentiel) de diversité génétique : en effet, l'idée est que les plantes ayant colonisé les espaces libérés par la fonte glaciaire sont issues des populations « du dessus », c'est à dire celles ayant passé les glaciations sur un nunatak. Ce faisant, ces dernières auraient donc constitué des « réservoirs » (ou « source ») pour coloniser les nouveaux espaces vacants. Or, qui dit réservoirs, dit plus d'individus et plus de diversité génétique.

Tel est le postula de cette étude : les plantes issues des populations qui ont passé les glaciations sur des nunataks (populations « sources ») devraient présenter une diversité génétique plus importante que celles qui ont colonisé récemment les espaces libérés par la fonte glaciaire.

Donc si les pointes de Burlan ont constitué un nunatak, nous pouvons espérer détecter une diversité génétique plus importante au sommet que dans les parties basses. Une hypothèse applicable à l'ensemble des parois prospectées.

Maintenant, il faut aller chercher les espèces étudiées...

Peu après l'attaque de la paroi (voie « Muriabelle »), nous sommes tombés sur une importante station d'androsace de Vandelli (Androsace vandellii), espèce rare et protégée sur l'ensemble du territoire français.

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L'Androsace de Vandelli

Ce secteur de la face abrite également une localité singulière de lycopode sélagine (Huperzia selago) – plante particulière, proche des fougères. En effet, il est non seulement intéressant de trouver cette plante aussi haut en altitude (3100 m), mais de plus en pleine paroi rocheuse ! (elle préfère en effet les landes et affleurements rocheux dans les pelouses alpines).
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Silène acaule et Lycopode sélagine (faille humide de la paroi sud de Burlan – 3100 m)

2011-08-prospec-burlanDans la partie médiane de la voie, il a été possible à la fois de compléter les prélèvements avec de nouveaux lots d'androsace de Vandelli et de silène acaule, mais également de les enrichir avec de nouvelles espèces recherchées : le saxifrage fausse-mousse (Saxifraga bryoides), le saxifrage musqué (Saxifraga exarata subsp. moscata) et l'Eritriche nain (Eritrichium nanum).

Soit 5 des 7 plantes recherchées (8 si l'on y inclut l'androsace helvétique, plus qu'improbable sur les roches siliceuses du secteur du Soreiller).

Un étonnant absent était le commun saxifrage à feuilles opposées (que nous ne trouverons pas de toute la paroi). Cette plante, en plus d'être habituellement bien présente dans ces milieux alpins, bat des records d'altitude en Europe : elle a été trouvée à 4500 m, dans le massif des Mischabels (Valais, Suisse) ! (Körner, Alpine Botany, 2011).
A de telles altitudes, il gèle toutes les nuits sur l'ensemble de la plante, qui ne manque pourtant pas de fleurir. Ce qui en dit long sur les capacités d'adaptation de l'espèce !

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Le saxifrage fausse-mousse (Saxifraga bryoides), le saxifrage musqué (Saxifraga exarata subsp. moscata) et l'Eritriche nain (Eritrichium nanum) - Cliquer sur l'image pour l'agrandir

2011-08-silene-androsaceUne autre remarquable observation a également pu être faite dans cette partie médiane : la seule androsace de Vandelli fleurie. Et pour cause : elle profitait des conditions avantageuses d'être logée en plein coussin de silène acaule (apport d'eau, température plus clémente et plus stable, présence de sels minéraux, matière organique...) !

Cette observation illustre un autre aspect du travail entrepris : étudier, via l'exemple de la silène acaule, les mécanismes d'adaptation des plantes à des conditions extrêmes.

2011-08-zoom-andro-sileneAinsi, une caractéristique fondamentale de cette espèce visible ici est le fait qu'elle soit capable de créer un environnement « miniature » propice au développement et à la vie d'autres organismes, que ce soient des plantes, des champignons, ou encore des bactéries.
Elle crée ainsi une véritable communauté végétale, fongique et bactérienne.

La partie sommitale a été l'occasion de faire un dernier lot complet d'échantillons pour l'ensemble des espèces trouvées plus bas.

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Au final, voici l'ensemble des échantillons effectués sur la paroi sud de la pointe occidentale de Burlan.

A l'Aiguille Dibona

La présence d'un glacier au pied de l'Aiguille Dibona est assurément plus ancienne que pour les pointes de Burlan. Le modelé glaciaire n'en demeure pas moins assez visible vu de la face sud de la Dibona. Toutefois, s'il semble plus que probable que l'Aiguille Dibona ait été un nunatak, il n'est pas évident de définir quelle a été la limite supérieure des glaces sur sa face sud.

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Représentation de l'occupation passée du glacier du Soreiller (vue de la paroi sud de l'Aiguille Dibona – sous la vire Boell) -
A droite, les lignes supérieures théoriques du glacier lors du maximum glaciaire (vue du refuge du Soreiller)

2011-08-dibona-echantTout comme pour la pointe occidentale de Burlan, des échantillons ont été prélevés à la fois dans les parties basse, médiane et haute de la face.

La partie basse, formée du socle et de la première longueur de la voie Madier, nous a permis de prélever l'androsace de Vandelli, l'Eritriche nain, la Silène acaule et le Saxifrage musqué.

Il a fallu ensuite accéder à la vire de la voie Berthet pour pouvoir effectuer un second lot d'échantillons, avec l'apparition du saxifrage fausse-mousse en plus des trois espèces précédentes.

2011-08-gene-nainLe lot d'échantillons sommital a commencé au passage de la vire Boell, avec notamment la présence remarquable de Genévrier nain (Juniperus sibirica), à 3000 m d'altitude.

La très forte insolation de la face et le replat que constitue cette vire (facilitation de l'accumulation de matières organiques et minérales pour la constitution d'un sol – même squelettique) expliquent pour partie la présence de l'arbuste, qui arrive en limite de ses capacités de développement à de telles altitudes.

2011-08-andro-vand-diboDans la partie haute de la paroi, au célèbre passage - pour les alpinistes - des « cannelures Stofer », une très importante population d'androsace de Vandelli (photo ci-contre à gauche) a été découverte. La plupart des coussinets, inaccessibles, sont très profondément insérés dans les cannelures.

De par l'importance de la population de cette espèce, ce passage gagne donc aussi à être connu des botanistes !

Au final, l'échantillonnage a été aussi riche que dans la pointe occidentale de Burlan, avec 5 des 7 espèces recherchées.

A l'Aiguille du Plat de la Selle

Cette aiguille est un des plus hauts sommets de l'Isère (et même le plus haut si l'on enlève le Pic Lory, antécime de la Barre des Ecrins). Situées plus haut que les pointes de Burlan, les pentes pour y accéder sont de nature morainique, indiquant la présence passée des glaciers.

De même que pour les autres faces prospectées, il est difficile de définir jusqu'où pouvaient monter les glaciers sur ses flancs. Il semble toutefois, comme pour les autres, que le sommet ait été largement émergeant.

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Lignes supérieures théoriques du glacier lors du maximum glaciaire (vue du sud-est du Col de Burlan). A droite, l'ensemble des points échantillons effectués sur les parois sud et sud-est de l'Aiguille du Plat de la Selle.

L'échantillonnage s'est avéré particulièrement difficile du fait de la neige et de la grêle tombées la veille, ainsi que de certains passages en glace.
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Ces conditions délicates nous ont toutefois permis d'observer la forte capacité de rétention d'eau par ces plantes en coussins : elles fonctionnement par leur simple compacité comme de véritables éponges ! Mais il ne faut pas s'y tromper : si elles retiennent l'eau par toutes leurs parties, elles l'absorbent bien par leurs racines. Ce ne sont pas des mousses !

Cette face nous a permis – enfin ! – d'échantillonner le saxifrage à feuilles opposés (Saxifraga oppositifolia). Outre la silène acaule et le saxifrage musqué, observés et échantillonnés à nouveau mais déjà vus des sommets précédents, c'est l'androsace pubescente (Androsace pubescens) que nous avons trouvée localement. Cette espèce est également protégée au niveau national.

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Le saxifrage à feuilles opposées et l'androsace pubescente

Ainsi, pour l'ensemble du cirque du Soreiller, toutes les espèces recherchées ont pu être échantillonnées.

L'échantillonnage a été concluant, malgré notre renoncement à accéder au sommet (conditions du couloir sommital trop dangereuses).

2011-08-coussin-necroDe retour au Col de Burlan (3207 m), nous avons découvert un coussin très imposant d'androsace pubescente (photo ci-contre à droite) d'environ 15 cm de diamètre).

Toute une partie était nécrosée (morte et desséchée), quand l'autre était bien vivante et verte de l'année !

Un tel coussin est a minima centenaire, si ce n'est bien plus...

Coussin d'androsace pubescente – la partie de gauche sur la photo est nécrosée (Col de Burlan)

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Vue de l'aiguille du Plat de la Selle (cliquer sur l'image pour l'agrandir)
Le plus haut sommet au fond à gauche : la Meije. Le plus haut au fond à droite : la Barre des Ecrins

L'équipe des botanistes-chercheurs remercie pleinement la belle équipe familiale du refuge du Soreiller (Martine, Clémentine, Gaëtan et Marie) qui leur a permis de disposer d'un confortable « bureau » alpin pour mener à bien ces travaux !

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Pour en savoir plus sur l'étude, voir aussi l'article : La recherche au sommetaoût 2010
Savez-vous qu'il y a des fleurs sur les plus hauts sommets des Ecrins ? C'est en quête de compréhension de l'histoire de ces plantes particulièrement courageuses et obstinées, qu'un travail de recherche est mené entre le Parc et le Laboratoire d'écologie alpine.