Une équipe de chercheurs a découvert que de nombreux lacs canadiens peuvent fournir de nouvelles perspectives sur les anciens océans, et leurs découvertes pourraient faire avancer la recherche sur les émissions de gaz à effet de serre, efflorescences algales nuisibles, et les premières formes de vie.

Des scientifiques de l'Université de Waterloo ont dirigé l'équipe de microbiologistes, géochimistes, et des spécialistes de l'eau douce dans une découverte surprenante que les lacs du bouclier boréal peuvent être similaires aux océans de l'éon archéen, une période il y a plus de 2,5 milliards d'années où la vie microbienne prospérait dans un monde sans oxygène.

Cette découverte est importante parce qu'il y a des millions de lacs du Bouclier boréal au Canada qui partagent probablement des propriétés clés avec les océans archéens. Jusqu'à maintenant, les scientifiques ne se sont appuyés que sur quatre lacs dits analogues, dont les conditions primordiales sont similaires, dont la plupart se trouvent dans des endroits éloignés ou écologiquement sensibles.

"Avec tant de lacs à étudier, cette découverte change notre approche de ce domaine de recherche, " a déclaré le co-auteur Jackson Tsuji, doctorant au Département de biologie de la Faculté des sciences. "C'est excitant que ces lacs, qui sont essentiellement dans notre arrière-cour, détenir des informations qui pourraient avoir des implications pour le climat mondial, passé et présent, et la gestion de l'eau."

Publié dans Rapports scientifiques , les résultats ont le potentiel de transformer la façon dont les scientifiques mènent des recherches sur les premières formes de vie de la Terre, qui a pris naissance dans des océans sans oxygène que l'on croyait pauvres en soufre et riches en fer. De nombreux lacs du Bouclier boréal, également faible en soufre et riche en fer, développer des couches sans oxygène chaque été. Bien que ces couches se mélangent au printemps et à l'automne, ils se rétablissent rapidement.

"Nous avions l'habitude de penser que trouver un analogue océanique archéen approprié signifiait que vous deviez trouver un lac qui ne se mélangeait pas. Par exemple, les analogues actuels ont des centaines de mètres de profondeur et sont complètement stratifiés, " a déclaré Josh Neufeld, professeur au Département de biologie. "Une découverte importante ici a été la robustesse de cette communauté sans oxygène, malgré le mélange."

Les chercheurs peuvent utiliser ces lacs comme laboratoires vivants pour étudier comment les microbes du passé auraient pu fonctionner. On pense que les microbes détectés dans les lacs échantillonnés métabolisent les composés du fer à l'aide de la lumière du soleil, ce qui peut aider les chercheurs à comprendre comment prédire et contrôler les proliférations d'algues nuisibles, car le fer joue un rôle clé dans la formation des proliférations d'algues.

En outre, les communautés microbiennes uniques et auparavant inconnues, spécifiquement des microbes consommateurs de méthane au fond de ces lacs, ont de vastes répercussions sur les émissions de gaz à effet de serre.

L'étude a comparé les aspects des quatre analogues actuels de l'Archéen et de l'océan à deux lacs du Bouclier boréal en utilisant la chimie de l'eau, profils de communauté microbienne, et les modèles d'isotopes stables. L'application unique par les chercheurs des derniers outils biologiques et isotopiques montre que des processus biologiques similaires aux analogues existants ne sont pas seulement présents, mais actif dans l'eau, se reproduisant chaque année.

"Cette découverte révolutionnaire a été possible parce que nous avons eu la flexibilité de rechercher des résultats inattendus avec une équipe multidisciplinaire utilisant des outils et des techniques de pointe, " a déclaré Sherry Schiff, professeur au Département des sciences de la Terre et de l'environnement.

Les lacs du Bouclier boréal sont répandus dans tout le Bouclier boréal, la plus grande des écozones canadiennes, qui s'étend sur plus de 20 pour cent de la masse continentale du Canada. Des lacs similaires se trouvent en Finlande, Norvège, Suède, et la Russie.