Les algues résilientes peuvent accélérer la fonte des glaces du Groenland
C’est mai. Le soleil est levé et la chaleur de cette étoile éloignée peut enfin être ressentie comme une sensation de picotement chaude sur la peau.
La neige commence à fondre. Les fleurs et les plantes brisent la glace à haleter pour la lumière. Et les algues vivant sur la calotte glaciaire fleurissent, assombrissant la glace.
C’est comme ça depuis des milliers d’années.
Mais bientôt cela pourrait changer. Le printemps arrive plus tôt et plus tôt chaque année en raison du changement climatique, ce qui pourrait permettre aux algues de coloniser les zones de plus en plus grandes de la glace.
Les algues contient un pigment brun qui assombrit la glace. À son tour, cela fait fondre la glace plus rapidement, car sa capacité à refléter le soleil diminue lorsqu’elle est assombrie.
Cela est connu par les chercheurs polaires depuis un certain temps. Mais on pensait que les algues avaient des capacités limitées de colonisation de la glace, en raison du manque de nutriments dans ce désert de la glace.
Jusqu’à maintenant.
Nouveaux résultats publiés dans Communications de la nature Montrez que les algues sont capables de vivre très peu de nutriments. Et qu’ils sont capables de stocker et d’économiser de l’énergie. Cela leur permet de coloniser beaucoup plus de la calotte glaciaire qu’on ne le pensait précédemment.
Laura Halbach, qui a récemment obtenu son doctorat au Département des sciences de l’environnement de l’Université Aarhus, avec son équipe de recherche est à l’origine de la découverte. Maintenant post-doctorant au Max Planck Institute de Brême, elle continue de démêler les mystères des écosystèmes arctiques.
« Mon objectif principal avec le voyage au Groenland était de comprendre les mécanismes des formations de la floraison des algues. Avec de nouvelles méthodes, j’ai pu, en tant que premier chercheur, pour mesurer l’activité des cellules d’algues uniques de la calotte glaciaire du Groenland. Cela a conduit À la découverte de leur capacité à vivre très peu de nutriments et à stocker de l’énergie « , dit-elle.
La vie d’une algue glaciaire
Les algues de glace sont de petits organismes à cellules unicellulaires. Allongé, brunâtre et en forme d’ellipse.
Ils prospèrent sur des surfaces de glace à travers le monde. Ils ont été trouvés sur la calotte glaciaire du Groenland, dans les Alpes ainsi que sur les glaciers de l’Himalaya et de l’Alaska.
Comme les plantes, les algues de glace libèrent de l’oxygène par la photosynthèse et produisent des molécules organiques. Il a besoin de la lumière du soleil, de l’eau et du CO2 ainsi que de petites quantités de phosphore, d’azote et de carbone pour survivre.
Au printemps et en été, les algues de glace fleurissent créant de grandes parcelles de glace sombre.
La calotte glaciaire regorge de vie
Il n’y a pas de nombreuses années, la calotte glaciaire du Groenland a été considérée comme un désert gelé. Désolé et presque dépourvu de vie. Mais depuis que les premiers chercheurs de l’Université Aarhus et du GFZ Helmholtz Center for Geosciences en Allemagne sont arrivés en 2020, cela a progressivement changé.
Maintenant, nous savons que la glace regorge de vie microbienne.
L’expédition après l’expédition a révélé de plus en plus la vie secrète des algues de glace. Une percée majeure a été la découverte que les algues ne sont pas seules. Un écosystème entier de micro-organismes vit sur la glace: bactéries, champignons et même virus.
Mais cela a rendu difficile de faire des études spécifiques sur les algues. Lorsque les chercheurs rayent des échantillons de glace noirci, les boîtes de Pétri sont remplies d’écosystèmes entiers. Jusqu’à présent, les chercheurs n’ont pu manipuler et tester des hypothèses sur tous les micro-organismes à la fois. Et c’est ce que Laura Halbach a décidé de changer.
« Si vous faites fondre un morceau de glace de surface, vous voyez ces algues pigmentées foncées. Mais il existe de nombreux organismes dans l’échantillon ainsi que les algues neige, d’autres algues eucaryotes, bactéries et champignons. Ce qui est couramment fait, c’est incuber l’ensemble Communauté.
Zoom sur les cellules uniques
Parce que Laura Halbach était intéressée à comprendre le rôle des algues de glace dans l’écosystème sur la glace, elle ne pouvait pas simplement les isoler. Au lieu de cela, elle a nourri l’ensemble des nutriments marqués de l’écosystème. Des traces isotopiques minuscules qui peuvent être reconnues par une machine appelée spectromètre de masse.
« On pourrait dire que nous avons en quelque sorte étiqueté la nourriture que nous leur avons donnée. Explique Halbach.
Les données de la machine ont montré que les algues consomment efficacement les petites quantités de nutriments disponibles – et qu’elles avaient également stocké. Quelque chose qui était complètement inconnu des chercheurs.
«Ils sont très efficaces pour prendre les nutriments limités sur la glace. De plus, nous avons découvert qu’ils avaient la capacité de stocker du phosphore, ce qui est crucial pour leur métabolisme.
Le phosphore est très limité sur la glace. Certaines recherches suggèrent qu’elle provient de roches locales contenant des minéraux avec du phosphore. Lorsque les rochers sont transformés en poussière minérale par érosion, il est dispersé sur la glace et devient disponible pour les algues. «
Un changeur de jeu pour comprendre les algues glaciaires
Parce que les algues glaciaires sont capables de stocker du phosphore, ils peuvent potentiellement coloniser les zones de la glace avec des quantités très limitées de ces nutriments. Ainsi, l’assombrissement de la glace pourrait se propager à des zones plus grandes qu’on ne le pensait auparavant.
« Une nouvelle glace est exposée au Groenland chaque année, car la neige fond de plus en plus. Il y avait une couverture de neige épaisse toute l’année, mais maintenant de grandes zones de glace sont exposées au soleil. Cela ouvre ces zones Pour que les algues colonisent et comme ils peuvent vivre sur des quantités très limitées de nutriments, cela pourrait arriver le plus tôt possible. «
Les découvertes de Laura Halbach sont non seulement fascinantes mais aussi importantes, car les connaissances sur les exigences nutritives de l’algue peuvent nous aider à mieux prédire leur rôle futur dans la fusion de la calotte glaciaire du Groenland. Aujourd’hui, les microbes ne sont pas encore intégrés dans la plupart des modèles de climat de la Terre.
Nous espérons que ces nouvelles découvertes seront incluses dans les modèles climatiques, ce qui les rend plus précises pour prédire la fusion de la glace dans les années à venir – et comment elle aura un impact sur le climat mondial.