Des essaims de moucherons sortent d'un lac du nord de l'Islande en si grand nombre chaque printemps et été qu'ils peuvent gêner la respiration et assombrir le ciel, donnant au lac son nom - Myvatn, ou "lac des moucherons".

Les écologistes de l'Université du Wisconsin-Madison essaient de comprendre pourquoi la population de moucherons peut fluctuer de 100, 000 fois en une décennie, et quel impact ces essaims massifs ont sur le paysage environnant. Il devient clair que les milliards de moucherons qui tombent sur la terre fertilisent et modifient la végétation au bord du lac, mais la cause derrière ces grandes fluctuations de la population d'insectes reste un mystère.

La recherche vise à mieux comprendre les milieux dominés par les lacs, y compris ceux du Wisconsin.

Le lac Myvatn se trouve au bord du cercle polaire arctique, où le soleil se couche à peine pendant les travaux de terrain d'été de mai à août. L'écosystème est extrême, pourtant simple - un nombre relativement petit d'espèces, comme les moucherons, dominer. Cet environnement dépouillé est parfait pour explorer les interactions complexes au sein des écosystèmes.

En 2005, quand Claudio Gratton, un professeur d'entomologie UW-Madison, a vu pour la première fois un grand nombre de moucherons sortir du lac et mourir sur terre, il les considérait comme un transfert vivant de nutriments de l'eau au rivage. Gratton a calculé que les moucherons étaient l'équivalent nutritionnel de la dispersion d'un demi-million de Big Mac autour du bord du lac, qui fait à peu près la taille du lac Mendota à Madison. Il se demandait comment le bord du lac réagissait à cette surabondance nutritionnelle.

Pour tester comment les moucherons modifient le paysage, Le laboratoire de Gratton a mis en place des parcelles expérimentales dans la végétation autour du lac. Dans certaines, ils ont ajouté des moucherons morts; chez les autres, ils ont utilisé la compensation pour les exclure.

Au cours des années, L'équipe de Gratton a vu que là où ils ont ajouté des moucherons, les graminées ont fleuri. Normalement privé de nutriments dans le sol pauvre et supplanté par des plantes plus robustes, les graminées ont décollé en réponse à l'afflux d'engrais de cécidomyie. La recherche a expliqué pourquoi l'herbe poussait dans certaines régions et se desséchait dans d'autres.

"Ce n'est qu'en comprenant le lien entre les moucherons et l'herbe que vous pouvez expliquer ce modèle dans la nature, " dit Gratton. " Le lac est à l'origine de cela. "

Les bergers locaux ont longtemps appelé l'herbe dans les zones infestées de moucherons "herbe à moucherons" - ils récoltent l'herbe et la nourrissent à leurs troupeaux. Le travail de Gratton suggérait que le folklore des bergers contenait un noyau de vérité, et que les moucherons pourraient indirectement nourrir les moutons en encourageant davantage la croissance de l'herbe.

Gratton a été initialement présenté au lac Myvatn par Tony Ives, un professeur de zoologie UW-Madison, qui a un lien de longue date avec l'île.

"Je vais en Islande depuis que je suis enfant, " dit Ives, dont le deuxième prénom, Ragnar, lui a été offert en l'honneur d'un fermier islandais et ami de son père.

Ives a appris les fluctuations imprévisibles et importantes de la population de moucherons grâce à Arni Einarsson, le directeur de la station de recherche du lac Myvatn, qui étudie le lac depuis les années 1970.

Dans un article de 2008 dans la revue La nature , Ives, Einarsson et leurs collaborateurs ont présenté un cadre mathématique simple qui pourrait expliquer comment la population de moucherons augmente et s'effondre de manière si spectaculaire et imprévisible. Ils ont suggéré que petit, changements environnementaux aléatoires - trop de vent une année, ou un printemps tardif le lendemain, pourrait faire s'effondrer la population. Mais les vraies causes de cette sensibilité au déclenchement des cheveux restent insaisissables.

Au cours des neuf années qui ont suivi, l'équipe a recherché des indices qui peuvent les aider à mieux comprendre les changements de population. Chaque année, ils mesurent la qualité de l'eau, concentrations de nutriments, et la quantité d'algues du fond du lac parmi d'autres facteurs qui pourraient affecter les insectes. Ensuite, ils attendent les moucherons.

"Chaque année à cette époque, je commence à retenir mon souffle, " se demandant comment la dynamique population de moucherons va réagir au printemps, dit Ives. "C'est un peu comme un suspense au ralenti."

Soutenu par une subvention de la National Science Foundation de 10 ans pour la recherche à long terme, Ives et ses collaborateurs attendent que l'expérience naturelle se déroule à travers un boom et un effondrement de la population. Cette année, les chercheurs pourraient voir la population s'effondrer, mais ils ne le savent pas.

Alors que les écologistes s'efforcent de mieux comprendre l'écosystème épargné du lac Myvatn, ils étendent également leurs études au paysage du Wisconsin rempli de lacs. Gratton et Mireia Bartrons, chercheuse postdoctorale UW-Madison, maintenant à l'Université de Vic en Espagne, développé un modèle de la façon dont les émergences d'insectes des lacs du Wisconsin affectent les écosystèmes lacustres. Avec plus de 15, 000 lacs et 34 pour cent de l'État situés à moins de 200 mètres d'un lac ou d'un ruisseau, les scientifiques s'attendent à ce que les insectes aquatiques affectent une grande partie de l'état.

Gratton voit les écosystèmes, que ce soit en Islande ou dans le Midwest américain, comme une tapisserie entrelacée d'interactions plutôt que des parcelles isolées de terre ou d'eau.

"Le caractère de la terre changerait sans ces lacs, " dit Gratton. "Nos paysages sont complètement interconnectés."