Life after death: From burned trees to bleached corals, how dead organisms live on as the building blocks of new life
,

La vie après la mort : Des arbres brûlés aux coraux blanchis, comment les organismes morts servent de matériaux de construction à une nouvelle vie

Life after death: From burned trees to bleached corals, how dead organisms live on as the building blocks of new life

Kai Kopecky, Postdoctoral Researcher in Community Ecology, University of Colorado Boulder John Kominoski, Professor of Ecology, Florida International University

The dead remains of foundation species can boost or deter how well future generations are able to grow and thrive.

Les restes morts d’espèces fondatrices peuvent stimuler ou entraver la capacité des générations futures à croître et à prospérer.

People’s knee-jerk reaction to seeing death in nature is often not positive. The burn scar left by wildfire on a once-forested hillside, or a ghostly white coral reef, may evoke tragedy and despair. But in nature, most plants and animals are recycled back into new life.

La réaction instinctive des gens face à la mort dans la nature n’est souvent pas positive. La cicatrice de brûlure laissée par un incendie sur une colline autrefois forestière, ou un récif corallien blanc fantomatique, peut évoquer le drame et le désespoir. Mais dans la nature, la plupart des plantes et des animaux sont recyclés pour donner naissance à une nouvelle vie.

The fallen branches and leaves that crunch under your boots as you step on the forest floor are providing nutrients for new growth as they decompose. Empty shells can become the foundations for new sea life to grow. Dead organic matter left over after a harvest supports soils and the production of food that feeds people worldwide.

Les branches et les feuilles tombées qui craquent sous vos bottes lorsque vous marchez sur le sol forestier fournissent des nutriments pour la croissance nouvelle au fur et à mesure de leur décomposition. Les coquilles vides peuvent devenir les fondations sur lesquelles une nouvelle vie marine peut croître. La matière organique morte laissée après une récolte soutient les sols et la production alimentaire qui nourrit les gens du monde entier.

These remnants of life can set both the pace and outcome of ecosystem recovery, enabling life to persist and thrive, or preventing it from doing so.

Ces vestiges de vie peuvent déterminer à la fois le rythme et l’issue de la récupération des écosystèmes, permettant à la vie de persister et de prospérer, ou au contraire d’en empêcher.

Ecologists, like us, refer to this as ecological memory, where remnants of the past influence how ecosystems look and behave in the present. Similar to human memories, traumatic events can have the strongest influences in nature: Fires, storms, heat waves and outbreaks of pests or disease can cause widespread death of plants and animals, leaving behind abundant and lasting physical remains.

Les écologistes, comme nous, appellent cela la mémoire écologique, où les vestiges du passé influencent l’apparence et le comportement des écosystèmes dans le présent. Semblables aux mémoires humaines, les événements traumatisants peuvent avoir les influences les plus fortes dans la nature: les incendies, les tempêtes, les vagues de chaleur et les épidémies de parasites ou de maladies peuvent causer une mort généralisée des plantes et des animaux, laissant derrière eux d’abondants et durables restes physiques.

In a new paper published in Science Advances, working with colleagues around the country, we show how death plays nuanced and powerful roles in nature’s afterlife.

Dans un nouvel article publié dans Science Advances, en collaboration avec des collègues de tout le pays, nous montrons comment la mort joue des rôles nuancés et puissants dans l’au-delà de la nature.

In some cases, dead organisms prevent life from returning after an extreme event. In other cases, they make ecosystems more resilient by fueling regeneration of new life and hastening recovery. Understanding this afterlife and its influence on ecosystems will be increasingly valuable for helping ecosystems recover in a changing climate.

Dans certains cas, les organismes morts empêchent la vie de revenir après un événement extrême. Dans d’autres cas, ils rendent les écosystèmes plus résilients en alimentant la régénération d’une nouvelle vie et en accélérant le rétablissement. Comprendre cet au-delà et son influence sur les écosystèmes sera de plus en plus précieux pour aider les écosystèmes à se remettre dans un climat changeant.

Foundation species – nature’s architects

Espèces fondatrices – architectes de la nature

Our study focused on a set of ecologically important organisms, known as foundation species. These are abundant and iconic organisms, such as trees, grasses, oysters and corals, that create the natural infrastructure on which entire communities of organisms exist.

Notre étude s’est concentrée sur un ensemble d’organismes écologiquement importants, appelés espèces fondatrices. Ce sont des organismes abondants et emblématiques, tels que les arbres, les graminées, les huîtres et les coraux, qui créent l’infrastructure naturelle sur laquelle existent des communautés entières d’organismes.

Foundation species can be found everywhere, from the depths of the oceans to the summits of mountains. Because they are so abundant while alive, they can remain abundant after they die. And their influence can carry on in an afterlife that shapes the trajectories of ecosystems, either supporting recovery to the ecosystem’s original structure or transforming it into a new one.

Les espèces fondatrices se trouvent partout, des profondeurs des océans aux sommets des montagnes. Étant si abondantes lorsqu’elles sont vivantes, elles peuvent rester nombreuses après leur mort. Et leur influence peut perdurer dans une existence post-mortem qui façonne les trajectoires des écosystèmes, qu’en soutenant le rétablissement vers la structure originale de l’écosystème ou en le transformant en un nouvel environnement.

Figure
A fallen log serves as a nursery for a new hemlock tree in British Columbia, Canada, hence the nicknames nursery log or nurse log. Seeds often struggle to establish themselves on the ground, but decaying trees provide soft, nutrient-rich environments with less competition or risk from soil fungus. Wing-Chi Poon, CC BY-SA
Un rondin tombé sert de nurserie à un jeune sapin de Douglas dans la Colombie-Britannique, au Canada, d’où les surnoms « rondin-nurserie » ou « nourricier ». Les graines ont souvent du mal à s’établir au sol, mais les arbres en décomposition fournissent des environnements doux et riches en nutriments avec moins de compétition ou de risque de champignons du sol. Wing-Chi Poon, CC BY-SA

To investigate how the dead remains of foundation species affect the ability of their living counterparts to establish, grow and survive, we tapped into a U.S. National Science Foundation network of Long Term Ecological Research. Scientists at these sites track populations of foundation species across a diversity of ecosystems that have experienced different extreme events.

Pour étudier comment les restes morts d’espèces fondatrices affectent la capacité de leurs homologues vivants à s’établir, à croître et à survivre, nous avons puisé dans un réseau national des États-Unis de recherche écologique à long terme (Long Term Ecological Research) de la National Science Foundation. Les scientifiques de ces sites suivent les populations d’espèces fondatrices dans une diversité d’écosystèmes ayant subi différents événements extrêmes.

We looked at coral reefs, mangrove forests, salt marshes, kelp forests, oyster reefs, tropical rainforests, temperate rainforests, hemlock forests, tallgrass prairies and boreal forests, ranging from the tropics to just shy of the Arctic Circle.

Nous avons examiné les récifs coralliens, les mangroves, les marais salants, les forêts de varech, les récifs d’huîtres, les forêts tropicales humides, les forêts tempérées humides, les forêts de sapins de Douglas, les prairies à graminées hautes et les forêts boréales, allant des tropiques jusqu’à juste avant le cercle arctique.

We found that, following extreme events, the dead affect the living more commonly than we expected. The dead foundation species either significantly increased or decreased living foundation species in nine out of the 10 ecosystems we studied – the kelp forest was the only exception.

Nous avons constaté qu’après des événements extrêmes, les morts affectent les vivants plus souvent que ce à quoi nous nous attendions. Les espèces fondatrices mortes ont soit significativement augmenté, soit diminué les espèces fondatrices vivantes dans neuf des dix écosystèmes étudiés – la forêt de varech fut la seule exception.

In roughly half of the cases, dead foundation species hampered the ability of their living counterparts to reestablish, grow and survive after extreme events.

Dans environ la moitié des cas, les espèces fondatrices mortes ont entravé la capacité de leurs homologues vivants à se rétablir, à croître et à survivre après des événements extrêmes.

Take the tropical montane rainforest of Puerto Rico. This ecosystem is periodically walloped by hurricanes that strip its canopy and blanket the forest floor with tree branches and leaves. This layer of debris chokes off sunlight needed by the seedlings below and reduces the number that emerge to replace the trees lost during the storm, ultimately slowing the forest’s recovery.

Prenons l’exemple de la forêt tropicale montagnarde de Porto Rico. Cet écosystème est périodiquement frappé par des ouragans qui arrachent sa canopée et recouvrent le sol forestier de branches et de feuilles. Cette couche de débris étouffe la lumière du soleil nécessaire aux semis en dessous et réduit le nombre de jeunes pousses capables de remplacer les arbres perdus pendant la tempête, ralentissant finalement le rétablissement de la forêt.

Figure
Kai Kopecky clears dead coral skeletons from a research site. Lauren Enright
Kai Kopecky enlève des squelettes coralliens morts d’un site de recherche. Lauren Enright

The South Pacific coral reefs of Moorea present a more extreme example. Marine heat waves that cause coral bleaching can transform these reefs into something fundamentally different: ghost towns of dead skeletons overgrown by seaweeds. The nooks and crannies of the standing coral skeletons provide an opportunity for the seaweeds, which compete with coral for reef space, to proliferate and take over the reef, preventing the return of corals.

Les récifs coralliens du sud Pacifique à Moorea présentent un exemple encore plus extrême. Les vagues de chaleur marines qui provoquent le blanchiment des coraux peuvent transformer ces récifs en quelque chose de fondamentalement différent: des villes fantômes de squelettes morts recouverts d’algues. Les recoins et les crevasses des squelettes coralliens debout offrent une opportunité aux algues, qui sont en compétition avec les coraux pour l’espace récifal, de proliférer et de prendre le dessus sur le récif, empêchant ainsi le retour des coraux.

But in the other cases we studied, we found that dead organisms actually promote the regeneration of their living counterparts.

Mais dans les autres cas étudiés, nous avons trouvé que les organismes morts favorisent en fait la régénération de leurs homologues vivants.

For example, the mangrove forests of the Florida Everglades actually benefit from storm-generated debris. During a hurricane, leaf litter blown or washed out of the canopy ended up in the complex network of roots below, providing a pulse of nutrients that enhanced the production of new roots and hastened mangrove recovery.

Par exemple, les mangroves des Everglades en Floride bénéficient réellement des débris générés par les tempêtes. Lors d’un ouragan, le tapis de feuilles emporté ou lessivé de la canopée s’est retrouvé dans le réseau complexe de racines en dessous, fournissant une impulsion de nutriments qui a amélioré la production de nouvelles racines et accéléré le rétablissement des mangroves.

Figure
When mangroves are torn up by storms, they can rebuild on top of one another. The recovery can take years, so frequent storms make recovery slower. Tommy Shannon/Florida Coastal Everglades LTER, CC BY-SA
Lorsque les mangroves sont arrachées par les tempêtes, elles peuvent se reconstruire les unes sur les autres. Le rétablissement peut prendre des années, donc les tempêtes fréquentes ralentissent ce processus. Tommy Shannon/Florida Coastal Everglades LTER, CC BY-SA

In the Eastern hemlock forests of New England, an outbreak of a tree-killing pest – the woolly adelgid – left behind wide swaths of standing dead trees. But unlike the dead skeletons on a bleached reef, these dead trees often help new hemlock saplings grow by maintaining a favorable climate on the ground below.

Dans les forêts de sapins de Douglas de l’Est du New England, une épidémie de ravageur destructeur d’arbres – l’adelgide laineuse – a laissé derrière elle de larges étendues d’arbres morts debout. Mais contrairement aux squelettes morts sur un récif blanchi, ces arbres morts aident souvent les jeunes pousses de sapins à croître en maintenant un climat favorable au sol en dessous.

The question now is, how can humanity use this information to fortify the resilience of ecosystems after extreme events?

La question est maintenant de savoir comment l’humanité peut utiliser cette information pour renforcer la résilience des écosystèmes après des événements extrêmes?

How humans can help

Comment les humains peuvent aider

As humans, many of us rely on therapy to help manage how traumatic memories affect our lives. We can also help ecosystems manage the remnants of dead organisms after disasters in several ways.

En tant qu’humains, beaucoup d’entre nous dépendent de la thérapie pour gérer l’impact des souvenirs traumatisants sur nos vies. Nous pouvons également aider les écosystèmes à gérer les restes d’organismes morts après des catastrophes de plusieurs manières.

On land, standing dead trees are sometimes felled to create “nurse logs,” which release nutrients that nourish living trees. Dead grass litter is removed using prescribed burning to create better conditions for new grass to grow. On the coasts, dead oyster shells are deposited onto mud flats, and the rubble of coral skeletons is either stabilized or removed to create more solid substrates where new oysters and corals can settle, grow and thrive.

Sur terre, des arbres morts et debout sont parfois abattus pour créer des « rondins nourriciers », qui libèrent des nutriments nourrissant les arbres vivants. Le paillis d’herbe morte est retiré par brûlage contrôlé pour créer de meilleures conditions de croissance pour la nouvelle herbe. Sur les côtes, des coquilles d’huîtres mortes sont déposées sur des vasières, et les décombres de squelettes coralliens sont soit stabilisés, soit retirés pour créer des substrats plus solides où de nouvelles huîtres et coraux peuvent se fixer, grandir et prospérer.

Figure
Workers aboard a barge laden with 680 bushels of clam and oyster shells use high-pressure hoses to blast them into the Mullica River in Port Republic, N.J. The shells are collected from restaurants in Atlantic City, dried and placed into the river, where they become the foundation for new oyster colonies as free-floating baby oysters attach to them and start to grow. AP Photo/Wayne Parry
Des ouvriers à bord d’une barge chargée de 680 bushels de coquilles de palourdes et d’huîtres utilisent des tuyaux haute pression pour les projeter dans la rivière Mullica, à Port Republic, New Jersey. Les coquillages sont collectés dans des restaurants d’Atlantic City, séchés et placés dans la rivière, où ils deviennent le fondement de nouvelles colonies d’huîtres, car les huîtres bébés flottantes s’y fixent et commencent à grandir. AP Photo/Wayne Parry

As rising temperatures create more frequent extreme events and trigger more die-offs, dead foundation species will be useful to help guide ecosystem recoveries afterward.

À mesure que l’augmentation des températures crée des événements extrêmes plus fréquents et déclenche davantage de mortalités, les espèces fondatrices mortes seront utiles pour aider à guider la récupération des écosystèmes par la suite.

Where there is life, there is death

Là où il y a vie, il y a la mort

When you’re in nature, whether hiking in a forest or snorkeling on a tropical reef, your attention is typically drawn to the life that exists in these places. But if you take a closer look, you may notice that death is all around, too.

Lorsque vous êtes dans la nature, que ce soit en randonnée dans une forêt ou en plongée avec tuba sur un récif tropical, votre attention est généralement attirée par la vie qui existe dans ces endroits. Mais si vous regardez de plus près, vous pourriez remarquer que la mort est également partout.

Death is an integral part of life. The quicker we all learn to embrace its capacity to be a transformative force, and find ways to use the remnants left in its wake, the better we will be able to help nature and ourselves thrive into the future.

La mort est une partie intégrante de la vie. Plus vite nous apprendrons tous à accepter sa capacité à être une force de transformation, et à trouver des moyens d’utiliser les vestiges qu’elle laisse dans son sillage, mieux nous serons en mesure d’aider la nature et nous-mêmes à prospérer dans l’avenir.

Kai Kopecky receives funding from the National Science Foundation and the LTER Network Office.

Kai Kopecky reçoit un financement de la National Science Foundation et du Bureau du réseau LTER.

John Kominoski works for Florida International University.

John Kominoski travaille pour l’Université internationale de Floride.