Lumière nocturne - déclin diurne

La pollution lumineuse laisse des traces visibles dans les écosystèmes même en plein jour ! En impactant l’attractivité des fleurs et l’activité des herbivores ou en décalant la phénologie de la floraison, l’éclairage nocturne affecte aussi le travail des pollinisateurs diurnes, fragilisant ainsi la stabilité des écosystèmes.

VINCENT GROGNUZ ET EVA KNOP

Les effets de la pollution lumineuse peuvent-ils se prolonger après le lever du jour ? Une recherche récente suggère que oui : dans les Préalpes bernoises, des communautés de fleurs sauvages appartenant à différentes espèces ont été observées, dont la moitié étaient artificiellement éclairées avec des lampes LED, simulant l’effet de lampadaires se trouvant en bordure de route. En comparant le nombre de visites de pollinisateurs diurnes (abeilles, papillons et syrphes, p. ex.) entre sites éclairés et non, les scientifiques ont constaté que l’éclairage nocturne pouvait modifier la fréquence de visite de certaines plantes pendant la journée. Quatre des 21 espèces de plantes étudiées ont notamment reçu significativement moins de visites.

Moins d'inflorescences
Les mécanismes à l’origine de ces effets restent mal compris. Pour les explorer, nous avons étudiés 28 jachères florales réparties sur le Plateau suisse (cantons de Vaud, Fribourg et Berne), la moitié étant artificiellement illuminées pendant la nuit d’avril à septembre (voir fig. 1).

La croissance et le développement des plantes dépend principalement de la lumière. Nous avons donc émis l’hypothèse que l’éclairage nocturne pouvait modifier la morphologie et l’architecture des plantes. Ces traits jouent un rôle clé dans l’attraction des pollinisateurs : des inflorescences plus grandes, plus nombreuses ou situées plus haut tendent à recevoir davantage de visites que celles des petites inflorescences.

Pour tester cette hypothèse, nous avons mesuré des centaines d’individus appartenant à différentes espèces et constaté que certains traits floraux étaient effectivement affectés par la lumière artificielle nocturne. Chez le lotier corniculé (Lotus corniculatus), par exemple, les individus exposés à l’éclairagenocturne produisaient régulièrement moins d’inflorescences, entraînant une baisse de la fréquence de visite par les pollinisateurs diurnes. Cet effet semble varier d’une espèce à l’autre et doit impérativement faire l’objet d’études plus approfondies.

La terreur des limaces
Le succès reproducteur d’une plante dépend non seulement de la quantité et de la qualité de la pollinisation qu’elle reçoit, mais aussi des pertes causées par l’herbivorie, qui peut réduire le nombre de fleurs, de fruits ou de graines. Dans ce projet, nous avons donc testé une seconde hypothèse : la pollution lumineuse pourrait modifier l’activité des herbivores et leur impact sur les plantes, avec de potentielles répercussions sur la pollinisation. Les limaces, principal herbivore présent dans nos sites d’étude, ont été au centre de nos observations. Au laboratoire, nous avons exposé des individus de deux espèces de limaces à un éclairage nocturne pendant les 100 premiers jours de leur vie, puis les avons comparés à des individus maintenus dans l’obscurité. Les résultats montrent que la lumière artificielle réduisait significativement la croissance et augmentait la mortalité chez l’une des deux espèces.

Sur le terrain, nous avons observé que les limaces évitaient les zones éclairées : nous en avons dénombré significativement moins dans les zones illuminées (voir fig. 2), et les plantes présentaient moins de dommages liés à l’herbivorie. Des analyses en cours permettront de mieux comprendre comment cette diminution d’herbivorie peut se répercuter sur l’écosystème.

Perturbation de l'horloge biologique
Une autre hypothèse est que l’éclairage nocturne perturbe le calendrier naturel des fleurs avec des répercussions possibles sur la pollinisation. La synchronisation fine de leur horloge interne leur permet de s’ouvrir lorsque les conditions environnementales sont favorables et de coïncider avec l’activité des pollinisateurs. Nos suivis réguliers dans les zones d’étude confirment ce dérèglement : 12 des 16 espèces observées ont avancé leur floraison en moyenne de dix jours. De tels décalages peuvent fragiliser les plantes en augmentant par exemple le risque d’exposition à des conditions défavorables, comme des gels tardifs, ou en rompant la synchronisation entre floraison et pics d’activité des pollinisateurs.

Nous avons également montré que l’éclairage nocturne modifie la temporalité des fleurs à l’échelle journalière. Chez la mauve musquée (Malva moschata), espèce qui s’ouvre le jour et se ferme la nuit, la lumière artificielle a provoqué une ouverture matinale des pétales en moyenne deux heures plus tôt. À l’inverse, le silène de nuit (Silene noctiflora), qui s’ouvre la nuit et se ferme le jour, a retardé la fermeture de ses pétales de plus d’une heure.

Les résultats de nos recherches montrent que la pollution lumineuse nocturne peut modifier le calendrier, la morphologie et l’attractivité des fleurs, ainsi que l’activité des herbivores. En perturbant ces interactions clés, l’éclairage nocturne fragilise la reproduction des plantes et, à terme, la stabilité des écosystèmes.

Vincent Grognuz est doctorant à Agroscope et travail sur les effets indirects de la pollution lumineuse sur la pollinisation.

Eva Knop est professeure à l’Université de Ratisbonne et à l’Institut de biologie évolutive et des sciences environnementales de l’Université de Zurich.

Contact : vincent.grognuz@agroscope.admin.ch, eva.knop@ieu.uzh.ch
Informations supplémentaires : knoplab.ch