Des scientifiques de l’EPFL et de l’Université Charles découvrent que la vie microbienne se développe dans les ruisseaux de montagne à mesure que les glaciers rétrécissent, sur la base d’échantillons mondiaux du projet Vanishing Glaciers. Cette « transition verte » conduit à une augmentation de la production primaire, modifiant les cycles locaux du carbone et des nutriments. Crédit : EPFL/Vincent de Stark
Une équipe de scientifiques de l’EPFL et de l’Université Charles de Prague a découvert que la vie microbienne est susceptible de prospérer dans les ruisseaux de montagne, en raison du retrait actuel des glaciers. Leurs conclusions, publiées dans Géosciences naturelles, proviennent d’une analyse d’échantillons prélevés dans 154 cours d’eau alimentés par les glaciers à travers le monde. Cette recherche s’inscrit dans le cadre du projet Vanishing Glaciers, porté par l’EPFL et financé par la Fondation NOMIS.
Les ruisseaux alimentés par les glaciers se transforment en torrents troubles et déchaînés en été. De grandes quantités d’eau de fonte des glaciers brassent des roches et des sédiments, permettant à très peu de lumière d’atteindre le lit du cours d’eau, tandis que les températures glaciales et la neige des autres saisons offrent peu de possibilités au développement d’un riche microbiome. Mais à mesure que les glaciers rétrécissent sous l’effet du réchauffement climatique, le volume d’eau provenant des glaciers diminue.
Cela signifie que les cours d’eau deviennent plus chauds, plus calmes et plus clairs, donnant aux algues et autres micro-organismes la possibilité de devenir abondants et de contribuer davantage aux cycles locaux du carbone et des nutriments.
«Nous assistons à un processus de changement profond au niveau du microbiome dans ces écosystèmes – rien de moins qu’une ‘transition verte’ en raison de l’augmentation de la production primaire», explique Tom Battin, professeur ordinaire au Laboratoire des écosystèmes fluviaux de l’EPFL (RIVER ).
Modification de la composition
Dans leur article, les scientifiques ont examiné les nutriments, tels que l’azote et le phosphore, présents dans l’eau du ruisseau, ainsi que les enzymes produites par les micro-organismes vivant dans les sédiments du lit du cours d’eau afin d’utiliser ces nutriments. Ensuite, ils ont examiné les changements dans ces deux domaines sur un très grand gradient de cours d’eau alimentés par des glaciers de tailles différentes.
« Les écosystèmes alimentés par les glaciers contiennent généralement des quantités limitées de carbone et de nutriments, en particulier de phosphore », explique Tyler Kohler, ancien postdoctorant à RIVER et auteur principal de l’article. « À mesure que les glaciers rétrécissent et que la demande en phosphore par les algues et autres micro-organismes augmente, le phosphore pourrait devenir plus limitant dans les cours d’eau de haute montagne. »
Par conséquent, le phosphore, un élément essentiel à la vie, deviendra encore plus rare dans les écosystèmes en aval, y compris les grands fleuves et lacs, avec des impacts encore inconnus sur leurs réseaux trophiques.
Stade avancé en Ouganda
Ces résultats sont étayés par un article publié dans la Royal Society Open Science en août 2023 par des scientifiques du projet Vanishing Glaciers. Dans cette étude, les auteurs ont analysé le microbiome d’un petit ruisseau alimenté par les glaciers des monts Rwenzori, en Ouganda, où la « transition verte » était déjà à un stade avancé.
Ici, la composition en nutriments et en enzymes était également très différente et les algues étaient abondantes. «Ce qui se passe avec le glacier du Rwenzori nous donne un aperçu de ce à quoi ressembleront les cours d’eau suisses alimentés par les glaciers dans 30 ou 50 ans», explique Battin. L’un des résultats de ce changement est que, à mesure que les cours d’eau alimentés par les glaciers hébergent davantage de vie microbienne, ils joueront un rôle plus important dans les cycles biogéochimiques tels que les flux de CO2.
L’équipe RIVER prévoit de s’appuyer sur ces recherches. Ils effectuent un recensement de la biodiversité microbienne dans les cours d’eau alimentés par les glaciers et, à l’aide de diverses sources d’informations génomiques, explorent la manière dont divers micro-organismes sont capables de vivre dans l’un des écosystèmes d’eau douce les plus extrêmes de la Terre.
