En ce qui concerne l'un des plus appréciés de Californie, les prévisions sont désastreuses. Les projections suggèrent qu'il deviendra inadapté d'ici la fin du siècle.
Aujourd'hui, une nouvelle étude révèle que les icônes du désert de Mojave vivent des conditions très différentes de celles du début du XXe siècle., et que ces conditions modifient la fréquence de leur activité reproductive.
« Cela renforce l’idée que les impacts du changement climatique sont déjà là », a déclaré l’auteur, professeur associé de biologie à Cal State Northridge.
L'étude, récemment réalisée, s'appuie sur les observations de scientifiques citoyens pour reconstituer les effets de 120 ans de changement climatique sur les arbres de Josué. Il s'agit de la première étude systématique sur les facteurs qui déclenchent la floraison des plantes succulentes épineuses de Seuss, la première étape de leur processus de reproduction. C'est également la première étude à examiner la façon dont les plantes se comportent sur l'ensemble de leur aire de répartition.
Les résultats ont été si surprenants que Yoder a passé des jours à éplucher les données pour essayer de comprendre ce qui se passait. Il a découvert que, contre toute attente, le changement climatique, en provoquant des variations plus importantes des précipitations et des hivers plus doux, entraîne une floraison plus fréquente des arbres de Josué. Bien que cela semble être une bonne chose, ces mêmes changements réduisent probablement la survie des fragiles semis d’arbres de Josué, qui ont besoin d’un apport constant d’eau pour devenir des plantes adultes robustes.
« Nous disposons de tous ces modèles prédictifs sur ce qui va se passer dans le futur avec les arbres de Josué, mais cela nous montre un réel changement au cours des 100 dernières années », a déclaré Kelly Herbinson, directrice exécutive de l'association à but non lucratif de conservation, qui n'a pas participé à l'étude. « Cela nous aide également à avoir une vision plus large, à savoir que même si les arbres fleurissent plus souvent, ces changements de précipitations et de température ne sont pas avantageux pour la survie de l'arbre. »
Les arbres de Josué sont importants pour toute la communauté du désert. Yoder aime les appeler espèces parapluies – deux espèces, pour être précis – car ils fournissent de la nourriture et un habitat à d’autres espèces sauvages propres au Mojave. Les chercheurs ont examiné les arbres de Josué de l’est et de l’ouest, qui présentent certaines différences – par exemple, chacun est pollinisé par une espèce différente de teigne du yucca – mais qui s’hybrident également et occupent des climats qui se chevauchent, comme le souligne l’étude.
« Si nous protégeons les arbres de Josué, nous protégeons probablement toute cette catégorie de choses qui vivent dans le désert », a déclaré Yoder.
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Il a longtemps été difficile pour les chercheurs d'évaluer la santé de la population d'arbres de Josué à l'échelle de leur aire de répartition, une tâche qui nécessite de recueillir des dizaines d'observations sur une période de temps relativement longue. Mais Yoder a réalisé que 15 années de données sur l'activité reproductrice des arbres de Josué pouvaient être collectées via la base de données iNaturalist, où les utilisateurs peuvent télécharger des photos de plantes et d'animaux depuis leurs smartphones.
Les arbres de Josué sont un spectacle populaire à photographier : facilement identifiables, ils sont souvent les plus grandes plantes des paysages dans lesquels ils poussent. Ils sont culturellement importants en tant que symbole du désert de Mojave, homonyme du , ainsi que du . Et ils produisent de grandes grappes voyantes de fleurs blanc laiteux qui poussent au bout de leurs branches, ce qui rend les fleurs faciles à repérer sur les photos.
Yoder et ses collègues chercheurs ont utilisé plus de 10 200 images d’arbres de Josué recueillies sur iNaturalist pour former des modèles d’apprentissage automatique afin de prédire la floraison à partir des relevés météorologiques annuels. Ils ont ensuite utilisé les relevés météorologiques pour « prévoir » l’activité de floraison jusqu’en 1900 afin de voir comment elle a évolué au fil du temps, ce qui a abouti à la projection surprenante selon laquelle sa fréquence est passée d’une moyenne d’une fois tous les cinq ans à plus d’une fois tous les quatre ans.
Le modèle a montré que les arbres de Josué ont plus de chances de fleurir lorsqu'ils connaissent une année humide après une année sèche, ainsi que des températures hivernales basses supérieures à zéro. Les plantes sont également plus susceptibles de fleurir lorsque le stress hydrique est relativement faible et que les températures et le stress hydrique sont restés relativement stables pendant quelques années, a-t-il constaté.
Les chercheurs ont validé les résultats en les comparant à des articles de presse sur les événements de floraison des arbres de Josué, notamment un article du Los Angeles Times de 1924 sur des voyageurs qui racontaient avoir vu des arbres de Josué chargés de graines autour du col de Cajon. Le modèle des chercheurs a correctement prédit cet événement et d'autres événements de floraison, a déclaré Yoder.
L’évaluation de la santé des arbres de Josué est une tâche complexe, et des recherches supplémentaires doivent être menées pour comprendre exactement comment le changement climatique affecte chaque aspect, a déclaré Yoder. Par exemple, a-t-il dit, dans une zone au nord de la Vallée de la Mort, où les conditions sont plus fraîches mais aussi plus sèches que dans une grande partie du reste de leur aire de répartition, les chercheurs ont enregistré une légère baisse des conditions favorisant la fréquence de floraison. Cette zone a été identifiée comme un refuge climatique probable, où les arbres de Josué pourraient survivre à l’avenir même si d’autres parties du désert deviennent inhospitalières.
Cependant, si les conditions plus fraîches favorisent une meilleure survie des semis, ces populations d'arbres de Josué pourraient encore finir par être plus saines que celles des endroits plus au sud, où la floraison augmente, a déclaré Yoder.
En revanche, les arbres de Josué dépendent uniquement de la teigne du yucca pour leur pollinisation. Certaines études limitées ont émis l'hypothèse que ces papillons sont moins actifs dans les climats plus frais et de haute altitude. Cela pourrait signifier que dans d'autres refuges climatiques comme les montagnes de San Bernardino, les conditions changeantes font que les arbres fleurissent plus fréquemment, mais ils ne produisent pas de fruits ni de graines parce que les pollinisateurs ne sont pas présents, a déclaré Yoder.
Les nouvelles ne sont pas toutes mauvaises. Une augmentation de la fréquence de floraison pourrait signifier que les défenseurs de l'environnement ont plus de possibilités de collecter des graines à des fins de restauration après des perturbations majeures telles que des incendies. Rien qu'en 2020 et 2023, deux incendies de forêt
L'approche d'iNaturalist est également prometteuse pour les études futures. Par exemple, comme les fruits ne sont visibles sur les arbres de Josué que lorsque leurs pollinisateurs ont été actifs, il est possible d'utiliser un sous-ensemble des données d'iNaturalist pour modéliser l'activité des mites du yucca, a déclaré Yoder.
Il est également possible d'adapter cette approche de modélisation à d'autres espèces : un chercheur postdoctoral de son laboratoire pourrait l'essayer avec des cactus Saguaro, a-t-il déclaré.
« Les contributions volontaires, qui ne demandent que peu d’efforts, comme la participation à iNaturalist, ont des répercussions concrètes sur notre compréhension du monde naturel », a déclaré Yoder. « Cette étude n’aurait pas été possible sans un grand nombre de personnes qui se sont rendues dans le désert, ont sorti leurs téléphones et ont dit : « Hé, c’est génial. Je vais prendre une photo de cet arbre de Josué. »
