La corrélation entre la réflectance spectrale des feuilles et l'expression génétique révolutionne la surveillance des forêts

Des chercheurs de l'Université de Notre-Dame ont mis en évidence une corrélation directe entre la réflectance spectrale du couvert foliaire et l'expression de gènes spécifiques chez les végétaux. Cette étude scientifique majeure, parue dans la revue Nature: Communications Earth & Environment, suggère que les données satellitaires issues de l'analyse spectrale peuvent désormais servir à décrypter l'état moléculaire de la flore. Une telle avancée permettrait potentiellement de détecter les signes de stress chez les arbres bien avant que les premiers symptômes visibles de dépérissement ne se manifestent à l'œil nu.

Les travaux de recherche se sont concentrés sur des échantillons de feuilles d'érable à sucre (Acer saccharum) et d'érable rouge (Acer rubrum) prélevés dans les zones forestières du nord du Wisconsin et de la péninsule supérieure du Michigan. Sous la direction de Nathan Swenson, responsable du Centre de recherche environnementale de l'Université de Notre-Dame (UNDERC), l'équipe a identifié des liens étroits entre certaines longueurs d'onde de la lumière réfléchie et des gènes impliqués dans la réponse à la sécheresse ou les interactions avec les parasites. L'analyse a révélé que pour plus de la moitié des gènes étudiés, il existe une corrélation nette avec des caractéristiques spectrales précises, créant ainsi une véritable « empreinte » moléculaire unique.

Cette nouvelle méthodologie ouvre la voie à une surveillance des écosystèmes forestiers à l'échelle génomique grâce à des capteurs installés sur des plateformes orbitales, telles que la Station spatiale internationale (ISS). Ce projet bénéficie d'ailleurs d'un financement de la NASA. Alors que les méthodes traditionnelles de prélèvement et de génomique restent particulièrement laborieuses et onéreuses pour couvrir de vastes territoires, la télédétection offre désormais une profondeur d'analyse inédite. Ces recherches viennent compléter les missions spatiales existantes, à l'instar de GEDI, qui opère depuis l'ISS pour cartographier la biomasse, en y ajoutant une dimension de compréhension moléculaire essentielle.

L'intégration de ces données spectrales aux cartes de composition des espèces forestières, déjà élaborées grâce à l'intelligence artificielle, permet de dresser des profils exhaustifs pour chaque arbre individuellement. Cette approche garantit la possibilité d'interventions ciblées et rapides dès que des signes de dégradation de la santé des forêts sont détectés, un enjeu crucial pour la préservation de la biomasse et de l'équilibre du carbone. Ce nouveau procédé marque une transition majeure : on passe de la simple documentation des propriétés physiques à une évaluation précise des processus moléculaires qui régissent la résilience des forêts face aux agressions environnementales, comme le manque d'eau et les infestations d'insectes.

En approfondissant notre compréhension de la physiologie végétale depuis l'espace, les scientifiques transforment radicalement la gestion forestière moderne. L'utilisation de ces signatures spectrales comme indicateurs précoces de stress biotique et abiotique offre aux gestionnaires de ressources naturelles un outil de diagnostic sans précédent. Cette synergie entre la biologie moléculaire et la technologie aérospatiale renforce notre capacité à protéger les poumons verts de la planète dans un contexte de changement climatique global, assurant ainsi une surveillance proactive plutôt que réactive.