Les scientifiques de l'EPFL passeront au moins les quatre prochaines années à étudier certains des plus grands cours d'eau alimentés par les glaciers au monde. En collectant les micro-organismes des cours d'eau et en extrayant leur ADN, ils espèrent mieux comprendre comment ces créatures se sont adaptées à leurs environnements extrêmes. Le projet, devrait démarrer le 1er août 2018, sera le programme de recherche inaugural du Centre de recherche en environnement alpin et polaire (Alpole) sur le campus EPFL Valais Wallis à Sion.

Que perdons-nous d'autre que de l'eau à mesure que les glaciers disparaissent ? C'est la question à laquelle une équipe de scientifiques dirigée par l'EPFL s'attachera à répondre lors d'une expédition inédite qui devrait durer au moins quatre ans. Ils se rendront dans les plus grands systèmes de glaciers de montagne au monde, collecter des micro-organismes dans des centaines de ruisseaux alimentés par les glaciers et analyser leurs génomes. Grâce à une combinaison de sciences de l'environnement, sciences de la vie et géologie, ils espèrent apprendre comment ces microbiomes se sont adaptés au cours des millénaires aux conditions extrêmes auxquelles ils sont exposés.

A travers ce projet, qui commence officiellement le 1er août 2018, l'équipe internationale de scientifiques explorera le "troisième pôle" à travers les ruisseaux glaciaires en Alaska, l'Himalaya, les Andes, Groenland, Scandinavie, Pamir, Kamtchatka, Caucase, Nouvelle-Zélande et Alpes européennes. C'est le programme de recherche inaugural du Centre de recherche sur l'environnement alpin et polaire (Alpole) à Sion et est rendu possible grâce au financement de la Fondation NOMIS, qui soutient exclusivement les efforts scientifiques axés sur la perspicacité.

Les scientifiques prélèveront des échantillons de biofilms, qui sont minces, films visqueux de microbes qui se forment à la surface des sédiments dans les cours d'eau alimentés par les glaciers. Ils utiliseront ensuite un séquençage en profondeur sur l'ADN microbien pour démêler la structure et les processus biologiques des microbiomes des biofilms. Les données de séquençage seront utilisées à deux fins. D'abord, pour remonter le temps, car il peut contenir des biosignatures anciennes qui pourraient aider les scientifiques à démêler les stratégies des microbes pour s'adapter à leur environnement au fil du temps. Et deuxieme, pour avoir un aperçu du futur, car cela aidera les scientifiques à mieux comprendre comment les biofilms sont affectés par la fonte des glaciers et, par conséquent, le rôle que jouent les biofilms dans le fonctionnement des écosystèmes et la biogéochimie des cours d'eau alimentés par les glaciers alpins.

"Les glaciers et leurs ruisseaux ont souvent été abondants sur Terre. Mais aujourd'hui, ils disparaissent à cause du changement climatique. Les glaciologues prédisent que 50% des petits glaciers de Suisse disparaîtront d'ici 25 ans. Il en va de même pour leur glacier. - les cours d'eau alimentés - et les écosystèmes que ces cours d'eau soutiennent. Nous devons aux générations futures de mieux comprendre la vie microbienne dans ces écosystèmes en voie de disparition, " dit Tom Battin, directeur de recherche du projet et responsable du Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory de l'EPFL. "Nous ne pouvons y parvenir qu'avec le soutien de fondations comme NOMIS, et seulement en adoptant une approche transversale rassemblant des experts de l'écologie, biogéochimie, biologie moléculaire et glaciologie."

"Je suis heureux que l'EPFL soit au centre d'une initiative pour documenter la vie microbienne trouvée à l'intérieur des glaciers à travers cette étude sur le ruissellement glaciaire, ", déclare Martin Vetterli, président de l'EPFL. "Cette recherche a une importance mondiale et s'intègre naturellement au nouveau Centre pour l'évolution des environnements alpins et polaires de l'EPFL Valais Wallis." Cet enthousiasme est partagé par Markus Reinhard, Directeur Général de NOMIS :« Nous sommes ravis de soutenir ce projet de recherche passionnant, qui reflète la vision de NOMIS d'encourager l'interdisciplinarité, une nouvelle recherche qui a le potentiel de fournir des informations transformationnelles sur notre monde. »

La première expédition débutera en février 2019. Elle sera dirigée par Mike Styllas, géologue et spécialiste de l'Himalaya, avec l'aide de deux experts de la montagne du Canada et d'Italie. La recherche sur le génome sera menée en association avec le professeur Paul Wilmes et son équipe à l'Université du Luxembourg. Michael Zemp, chercheur associé à l'Université de Zurich, apportera son expertise en glaciologie. Les scientifiques commenceront à s'entraîner cet été dans les Alpes suisses.

Avant même le début de la première expédition, Battin envisage déjà son prochain défi. Il souhaite archiver l'ADN de microbes issus des glaciers dans un référentiel qui serait hébergé sur le campus de l'EPFL Valais Wallis. Cette archive offrirait aux chercheurs de demain une « carte » des microbiomes tels qu'ils se présentent aujourd'hui. Il ne faudra pas longtemps avant que les progrès de la biologie moléculaire, et surtout le séquençage génétique, conduire à de nouvelles découvertes dans les processus du microbiome et apporter de nouvelles perspectives sur l'utilisation de la bioprospection dans le domaine des biotechnologies. Les archives ADN de Battin comprendraient également des échantillons de toute institution de recherche souhaitant contribuer, créant ainsi un référentiel mondial unique d'informations génétiques sur la vie dans des écosystèmes en voie de disparition et des environnements extrêmes.