Vue aérienne du site de terrain dans l'Arctique suédois, où les chercheurs ont découvert des milliers de microbes auparavant non reconnus qui pourraient contribuer à la vitesse du changement climatique. Crédit :Scott Saleska
Une nouvelle compréhension des microbes et des virus dans le dégel du pergélisol en Suède pourrait aider les scientifiques à mieux prédire le rythme du changement climatique.
Les microbes ont une influence significative sur le réchauffement climatique, principalement par la production ou la consommation de méthane, et de nouveaux détails sur la génétique de ces êtres microscopiques sont maintenant disponibles, grâce à un trio d'études d'un projet co-dirigé par des chercheurs de l'Ohio State University.
La recherche apparaît dans La nature , Microbiologie naturelle et Revue ISME .
« En raison du changement climatique mondial, d'énormes quantités de pergélisol se réchauffent rapidement. Aux microbes, ils sont comme des congélateurs pleins de plats de poulet juteux qui décongèlent, " dit Virginie Rich, professeur adjoint de microbiologie à l'Ohio State et auteur de l'étude.
"Dans de nombreux cas, les microbes profitent de cette situation pour mâcher ce qu'il y a dans le pergélisol et expirer du méthane. Ce méthane a vraiment un impact environnemental, avec 33 fois le pouvoir de réchauffement climatique du dioxyde de carbone."
Beaucoup de ces « consommateurs » bactériens et les virus qui les influencent ont été identifiés pour la première fois dans ces études.
Alors que les scientifiques ont une compréhension claire des dangers du dégel du pergélisol pour la libération de méthane, ils n'ont pas eu beaucoup de détails sur les tenants et les aboutissants de ces communautés microbiennes et leur contribution au processus.
"Le problème est, nous ne connaissons pas tous les microbes impliqués et comment ils réagiront au changement climatique à mesure que les conditions deviennent plus chaudes et plus humides, et pour mieux prédire ce qui se passera dans les décennies à venir, nous avons besoin de plus d'informations sur les principaux acteurs, " dit Rich.
Matt Sullivan, professeur de microbiologie à l'Ohio State et auteur principal de l'étude sur les virus, a déclaré que la recherche est également importante car elle contribue beaucoup à la compréhension générale de ce qui se passe dans le sol.
« Alors que nous avons beaucoup appris sur les virus océaniques au cours des dernières décennies, nous ne savons presque rien sur les virus du sol, ", a-t-il déclaré. "Les virus de ce travail sont si nouveaux qu'ils ont doublé le nombre total de virus connus dans le monde."
Sky Dominguez et Joachim Jansen, membre d'une équipe internationale dirigée par Virginia Rich de l'Ohio State University, traiter des échantillons d'une carotte de tourbe dans l'Arctique suédois. Crédit :Nicole Raab
L'étude multinationale a été menée dans la partie de la Suède dans le cercle arctique, l'un des meilleurs endroits au monde pour étudier le dégel du pergélisol en raison des changements rapides qui s'y produisent et en raison de travaux scientifiques de longue date et bien documentés dans la région, dit Rich.
Une équipe de chercheurs de 10 organisations possédant une expertise dans divers domaines, notamment la microbiologie, la géochimie et la modélisation climatique travaillent ensemble dans le projet IsoGenie, co-dirigé par Rich de l'Ohio State, pour comprendre comment ils peuvent mieux prévoir les changements climatiques futurs en se basant sur une meilleure compréhension des liens entre les microbes et la géochimie.
Dans ces études, ils ont récupéré plus de 1, 500 génomes microbiens dans le sol, ce qui était 100 fois ce qui était disponible auparavant pour ces habitats. Ils ont également trouvé plus de 1, 900 nouvelles populations virales, où aucun n'avait été identifié auparavant. Un génome est l'ensemble complet des gènes présents dans un organisme.
Les chercheurs ont pu lier plus d'un tiers des virus aux microbes qu'ils affectent.
"Maintenant, nous avons une feuille de route à partir de ces génomes pour pouvoir comprendre les rôles qu'ils jouent dans ces communautés, " a déclaré Sullivan.
En regardant les génomes des microbes, l'équipe a pu déterminer leurs capacités.
"C'est comme si maintenant nous avions non seulement leurs empreintes digitales mais aussi leurs curriculum vitae, savoir à la fois qui ils sont et de quoi ils sont capables. La prochaine étape consiste à mieux comprendre ce qu'ils font réellement sur le terrain, " dit Rich.
Ceci est important pour plusieurs raisons, elle a dit.
Il permettra aux climatologues de mieux estimer la vitesse du changement climatique, donner aux humains un calendrier de réponse plus clair. L'étude de ces habitats en évolution rapide permet également au public de mieux appréhender les réalités du changement climatique, dit Rich. Par ailleurs, il pourrait y avoir des possibilités d'atténuer ces effets, y compris le potentiel de « fertiliser » les zones de pergélisol pour encourager une activité microbienne protectrice de l'environnement, elle a dit.
Tout ce qui concerne les communautés microbiennes du pergélisol n'est pas une mauvaise nouvelle. Certains, appelés méthanotrophes, consommer du méthane dans le sol avant qu'il n'atteigne l'air, ce qui est bon pour l'environnement.
« Alors que les conditions se réchauffent et que les microbes plus humides vont changer, et certains qui mangent du méthane peuvent se lever, " dit Rich.
