Dépourvues de racines, les bryophytes poussent sur la roche, les arbres vivants ou en décomposition, ainsi que dans les ruisseaux et les tourbières. Photo: Jessica Deeks
Même si l’intérêt récent des scientifiques pour les mousses contribue à éclaircir leurs mystères, ces petites plantes ont encore beaucoup à nous apprendre. Voyage dans le monde des bryophytes.
Bottes de caoutchouc aux pieds, casquettes enfoncées sur la tête, couteaux, loupes grossissantes et petits sacs en papier en main : Sofia Vargas et Tierney Kist sont armées pour affronter les marais grouillants d’insectes.
Embauchées par le Musée canadien de la nature pour faire le suivi de l’inventaire des organismes vivants qui peuplent ses propriétés, les étudiantes en biologie et en sciences environnementales vivent un « été de rêve ». Même si, pour le moment, elles sont à quatre pattes dans un boisé pour récolter des échantillons de plantes minuscules, qu’elles placent soigneusement dans des sacs en papier !
Elles ont beau étudier en biologie, elles découvrent à peine les bryophytes, ou mousses comme on les appelle plus communément. Les deux employées ont carrément eu un coup de cœur pour leur monde lilliputien. « Avant, je ne les remarquais pas, je ne les reconnaissais pas. Maintenant, j’en vois partout. Même dans la rue, je m’exclame : “Oh, regarde, il y a trois espèces de mousses là !” » raconte Tierney, amusée, en préparant des échantillons de sporophytes – les capsules qui contiennent les spores permettant la dispersion des bryophytes – pour les observer au microscope à balayage électronique.
À l’instar de ces deux apprenties, les naturalistes, de niveau amateur ou professionnel, sont de plus en plus nombreux à s’intéresser à ces menues créatures longtemps ignorées qui tapissent pourtant le sol de forêts entières, s’incrustent dans les fissures des trottoirs et colonisent des environnements aussi hostiles que l’Arctique et les milieux hautement perturbés par des activités industrielles.
Il était temps ! Ces espèces « ingénieures » rendent à leur écosystème de nombreux services, que la recherche parvient enfin à rendre visibles. « On s’est longtemps dit : elles sont si petites qu’elles ne sont pas importantes, explique la conservatrice de l’Herbier national du Canada, Jennifer Doubt (qui supervise le duo à quatre pattes !). Mais considérées dans leur ensemble, elles changent leur environnement, l’environnement des autres plantes et celui des animaux. Elles sont très abondantes, surtout dans le nord, où elles constituent souvent la majorité de la matière végétale et donc des habitats. »
La macounie luisante a-t-elle disparu ?
Un spécimen de macounie luisante de l’Herbier national du Canada. Photo: Jessica Deeks (référence du spécimen : CANM159464)
La macounie luisante (Neomacounia nitida) est la seule plante considérée comme ayant disparu du Canada. Elle doit son nom au botaniste autodidacte John Macoun, dont le legs d’une centaine de milliers d’échantillons végétaux constitue la base de l’Herbier national du Canada. Macoun a recueilli deux échantillons de macounie luisante dans les environs de Belleville, en Ontario, en 1862, puis en 1864. Malgré les tentatives de nombreux botanistes, la plante n’a jamais été repérée de nouveau dans la nature. « Ce sont les deux seules fois dans l’histoire et dans le monde que cette espèce a été récoltée », indique l’actuelle conservatrice de l’Herbier national du Canada, Jennifer Doubt, précisant que des duplicatas des échantillons de Macoun sont aussi conservés aux États-Unis et en Europe.
En 2002, le Comité sur la situation des espèces en péril du Canada (COSEPAC) a désigné la macounie luisante comme disparue. Pour Jennifer Doubt, le doute plane toujours. « C’est très improbable, presque impossible qu’une espèce ait poussé uniquement dans un marécage près de Belleville et nulle part ailleurs. Beaucoup de personnes au cours des années ont pensé que ce devait être une erreur, que quelqu’un lui avait envoyé cet échantillon en provenance d’ailleurs dans le monde », laisse-t-elle tomber. Jusqu’à ce que quelqu’un retrouve la trace de la macounie luisante, toutes ces hypothèses se vaudront…
Petites conquérantes
Jennifer Doubt et un tiroir rempli de spécimens. Photo: Jessica Deeks
C’est parce qu’elle était lasse de constater qu’on confiait le plus souvent l’identification des bryophytes à des personnes joignables « par la poste » que Jennifer Doubt a commencé à s’intéresser à ces petites plantes. Après un premier cycle universitaire en botanique dans son Ontario natal, Jennifer Doubt choisit l’Alberta pour sa maîtrise. « De nouveaux projets de sables bitumineux commençaient dans cette province. Il y avait beaucoup d’études d’impact environnemental et donc beaucoup d’occasions d’aller sur le terrain. Même en 1998, ils tenaient compte des bryophytes dans leurs inventaires pour les études d’impact », rappelle-t-elle, mentionnant au passage que la prise en compte des bryophytes est encore trop rare en Ontario et au Québec lors du même genre d’études d’impact environnemental.
Pour comprendre pourquoi il importe de les protéger, il faut plonger dans leur biologie.
D’abord, quelle différence y a-t-il entre ces plantes et les autres végétaux ? Les bryophytes sont dans une tout autre catégorie que les plantes vasculaires, le plus grand groupe sur Terre, qui inclut l’orchidée, l’épinette, la fougère, le plant de tomate, le cactus, etc.
Attention : les bryophytes ne sont pas moins évoluées ! Ces petites conquérantes gagnent du terrain, le plus souvent au ras du sol, depuis plus de 500 millions d’années. Le groupe compte plus de 20 000 espèces réparties en trois phylums : les mousses — qui comprennent les sphaignes —, les hépatiques et les anthocérotes. Elles seraient en quelque sorte les sœurs des plantes vasculaires, d’après les derniers travaux de phylogénétique moléculaire. Elles partageraient donc des ancêtres communs : les premières plantes qui ont colonisé la terre ferme.
Les bryophytes ont simplement opté pour des stratégies de survie différentes de celles des plantes vasculaires. Ces dernières ont misé sur le stockage et le transport d’eau et de nutriments dans leurs tissus pour faire leur place sur cette planète et se reproduisent le plus souvent en produisant des graines ou par drageonnement. Les bryophytes sont quant à elles dépourvues des tissus et des racines qui transportent eau et nutriments, et sont constituées de gamétophytes vivaces, qui produisent des sporophytes éphémères contenant les spores qui assurent la dispersion de leurs colonies. Elles maximisent leur reproduction lorsque les conditions de lumière et d’humidité sont favorables, puis se remettent en dormance l’hiver venu, ce qui leur impose de conserver une taille réduite.
Les mousses couvrent au moins 9,4 millions de km2 sur Terre, soit presque l’équivalent de la superficie du Canada, selon une étude parue dans Nature Geoscience en mai 2023.
Selon Jennifer Doubt, une dizaine de bryologues tentent jour après jour, d’un océan à l’autre, de percer les mystères de ces petits organismes. Il reste encore beaucoup de chemin à faire. « Presque toutes les questions sont ouvertes. Pour moi, le premier défi est de convaincre les universités, les collèges et les organisations gouvernementales qu’il est important d’inclure ces espèces dans la prise de décisions pour le développement et la protection des milieux naturels », explique-t-elle.
Le vent commence à tourner, selon la directrice de l’Institut de recherche sur les forêts de l’Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT), Nicole Fenton. « On vit un peu un moment de gloire. Les bryophytes sont de plus en plus reconnues comme étant importantes à étudier. Premièrement, parce qu’elles sont d’excellents indicateurs de perturbations. »
En effet, l’alimentation des bryophytes ne passe pas par des racines : leurs feuilles et leur tige se nourrissent dans l’air et absorbent les nutriments apportés par la pluie. Elles sont donc directement exposées aux polluants, dont les métaux lourds. Étudier un spécimen revient donc à étudier la qualité de son environnement.
Nicole Fenton mentionne aussi la possibilité de miser sur la résilience des bryophytes pour revégétaliser les lieux justement hautement perturbés par l’activité humaine. C’est bien là leur principal « talent » : ces pionnières peuvent coloniser des milieux minéraux et fabriquer ensuite un substrat douillet pour la croissance d’autres espèces végétales. Elles sont les premières à régénérer les sols à la suite de perturbations telles que les feux de forêt ou l’activité industrielle.
Nicole Fenton travaille à un projet sur les terrains autour de la controversée Fonderie Horne, située à Rouyn-Noranda, à un jet de pierre de son université. Son équipe veut voir s’il est possible de favoriser l’implantation de mousses sur des roches pour qu’elles constituent un jour un sol pour d’autres espèces. « Tout près de la Fonderie, il n’y a pas grand-chose qui pousse — ce n’est pas très surprenant, note-t-elle, en référence aux émissions atmosphériques d’arsenic, de cadmium et de plomb, qui font les manchettes. Mais quand on va plus loin, l’effet des mousses [implantées] semble être positif, même si c’est très préliminaire », poursuit-elle en indiquant que c’est le très répandu cératodon pourpre (Ceratodon purpureus) qui sera utilisé dans le cadre de ces travaux.
Il faut aussi dire que les bryophytes, en particulier les sphaignes, ont la capacité de rendre l’azote assimilable par les autres végétaux. « Dans bien des forêts, les bryophytes abritent entre leurs feuilles des algues bleues [des cyanobactéries] qui leur permettent de fixer l’azote atmosphérique, explique Jennifer Doubt. C’est une des principales sources d’azote de bien des écosystèmes forestiers, voire la principale. Ces algues ne sont abritées ni par les arbres ni par les plantes vasculaires. Les bryophytes sont le canal par lequel l’azote de l’air parvient dans le sol sous une forme que les arbres peuvent utiliser. »
Des éponges à carbone
Les bryophytes jouent aussi un rôle majeur dans la séquestration du CO2, notamment dans les tourbières, des milieux humides composés principalement de sphaignes. Ces plantes sont responsables du stockage d’un tiers du carbone dans les sols de la planète, malgré le fait qu’elles ne couvrent que de 3 à 5 % de la surface de la Terre.
La matière organique s’y dépose plus rapidement qu’elle ne s’y décompose, d’où la captation de carbone.
Une découverte québécoise récente réalisée dans la forêt boréale abitibienne démontre d’ailleurs que, sur une période de 200 ans, les tourbières ont capté jusqu’à cinq fois plus de carbone que les arbres, ce qui remet en perspective l’idée de planter des arbres pour la captation du carbone et braque les projecteurs sur l’impérative nécessité de protéger ces milieux fragiles, où les effets des changements climatiques sont encore mal compris.
Le mystère de la vie presque éternelle
Dans un laboratoire de l’Université de l’Alberta, la chercheuse Catherine La Farge a réussi à ressusciter des sphaignes datant de la petite ère glaciaire, soit la période entre les 13e et 19e siècles caractérisée par un refroidissement du climat. En cultivant des spécimens libérés par la fonte des glaciers de Sverdrup Pass, au centre de l’île d’Ellesmere, au Nunavut, la bryologue a démontré l’extrême résilience de ces plantes reconnues pour pouvoir se mettre en dormance lorsque les conditions propices à la croissance sont inadéquates. Non seulement la régénération de ces mousses ensevelies depuis environ 400 ans est spectaculaire, mais elle met aussi en évidence une stratégie de dispersion étonnante des bryophytes. Il s’agit de la totipotence, c’est-à-dire la capacité d’une seule cellule à relancer la constitution d’une nouvelle colonie de plantes. La prouesse montre aussi la capacité des bryophytes à survivre pendant plusieurs années sans eau, ce qui sera sûrement un avantage pour elles dans un contexte de réchauffement climatique.
Jennifer Doubt et notre journaliste. Photo: Jessica Deeks
Grandes et petites questions à venir
Pour faire avancer les connaissances sur les bryophytes, le monde de la recherche est aidé de nombreux amateurs et amatrices, dont Marc Favreau, l’actuel président de la Société québécoise de bryologie.
C’est par esprit de contradiction qu’il a commencé à s’intéresser au sujet. « Quand j’étais étudiant au baccalauréat en biologie, le professeur nous a demandé d’ignorer les bryophytes pour un travail de relevé en écologie. Mais sur le site que je devais étudier, il n’y avait pratiquement que des bryophytes : je n’ai pas suivi la règle, ça aurait été complètement absurde ! C’est un peu ça qui m’a donné la piqûre », se souvient le retraité qui a mené une carrière de traducteur tout en nourrissant, en parallèle, son intérêt pour la bryologie.
Sa rencontre, au cours des années 2000, avec le regretté Jean Faubert, « figure dominante de la bryologie au Québec », donnera une nouvelle impulsion à sa passion. Cet autodidacte caresse le projet de coucher sur papier les milliers d’observations faites au fil de ses explorations.
Un travail de moine : les bryophytes sont si petites qu’il faut la plupart du temps les mettre sous un microscope pour les identifier. Et souvent même pousser l’investigation jusqu’à la coupe transversale des feuilles d’un spécimen afin d’en observer l’organisation cellulaire, qui peut être une clé d’identification. Par exemple, les feuilles de plusieurs mousses sont constituées d’une seule couche de cellules, ce qui aide à les identifier.
Marc Favreau a été le secrétaire attitré de la publication de la Flore des bryophytes Québec-Labrador, parue en 2012. L’ouvrage en trois volumes répertorie et décrit les 883 taxons connus de la province, en plus d’en fournir les clés d’identification. Selon lui, la retombée la plus importante de cette publication est certainement d’avoir fait connaître davantage ces petites plantes aussi jolies qu’utiles. « Il y a plus de gens qui sont les ambassadeurs de cette science auprès de personnes qui ne la pratiquent pas directement. Ça a eu un effet multiplicateur », évalue-t-il, précisant que son auteur s’est vu décerner en 2014 le prix Henry Allan Gleason, remis par le Jardin botanique de New York à une publication « exceptionnelle » dans le domaine de la taxonomie et de l’écologie végétales.
Chaque pierre apportée à l’édifice de la connaissance sur les bryophytes a son importance, souligne Marc Favreau. Il n’est plus perçu comme un illuminé quand des adeptes de randonnée le croisent, accroupi, en train de contempler un spécimen avec sa loupe. « On connaît de mieux en mieux les bryophytes grâce aux découvertes que font ces amateurs très actifs. Il y a beaucoup de choses qu’un amateur ne peut pas faire : on n’a pas les moyens de faire les analyses moléculaires. Les chercheurs à l’université ont leur rôle à jouer. Mais les citoyens peuvent aussi contribuer à leur façon. »
Il ajoute que la base de données BRYOQUEL, qui répertorie toutes les informations contenues dans la Flore des bryophytes du Québec-Labrador en plus de « dizaines de nouvelles espèces » trouvées depuis 2012, permet aux amateurs et amatrices de laisser leur trace en vue d’une éventuelle réédition.
Sur le terrain du musée, Sofia Vargas et Tierney Kist, nos deux bryologues néophytes, sont aussi emballées par l’idée de contribuer au patrimoine végétal canadien en léguant leurs spécimens à l’Herbier national : « Finalement, on est des scientifiques ! » s’exclame Sofia Vargas, qui espère faire carrière dans un musée afin de parcourir le monde et d’avoir à la fois un pied sur le terrain et l’autre dans un laboratoire.
Allez : tout le monde dehors ! La prochaine grande découverte est peut-être juste là, sous nos pieds !
Pour s’initier à la bryologie
Il se peut que votre rythme de randonnée ralentisse si vous tombez sous le charme des bryophytes. Mais vous serez récompensés par l’étonnante beauté de ces petites plantes en voie de démentir leur statut de parent pauvre de la botanique. Une simple loupe de terrain vous entraînera peut-être, comme Alice, au pays des merveilles ! Voici quelques ressources utiles pour les débutants et débutantes motivés.
À LA DÉCOUVERTE DES MOUSSES ET AUTRES BRYOPHYTES : paru en 2022, ce premier guide d’initiation aux bryophytes du Québec permet de découvrir 64 espèces relativement faciles à identifier sur le terrain. Tombez sous le charme du gnome discret, de la lanterne des rochers, de l’or des lutins ou de l’arabesque des forêts grâce à cet ouvrage déjà en réimpression !
LA FORMATION KUCYNIAK : chaque année, une vingtaine de curieux se donnent rendez-vous pour un week-end d’observation et d’identification des bryophytes. L’engouement est palpable : les places se sont envolées en deux jours pour l’édition 2023. Surveillez le site Web de la Société québécoise de bryologie pour mettre la formation de 2024 à votre calendrier !
LA BASE DE DONNÉES BRYOQUEL : cette base de données mise à jour par la Société québécoise de bryologie vous permettra de comparer et de tenter d’identifier vos trouvailles. Qui sait, peut-être pourrez-vous contribuer à la mise à jour de la future édition augmentée de la Flore des bryophytes du Québec-Labrador ?
