Roger Bull (Musée canadien de la nature) et Warwick Vincent (Université Laval)

 

Qu’est-ce qui vous vient spontanément à l’esprit si vous pensez à la biodiversité arctique? Les ours polaires? Les végétaux de la toundra? Parions que vous n’avez pas pensé aux microbes d’eau douce.

C’est pourtant précisément ce que va chercher une équipe internationale de scientifiques qui sillonnera l’Arctique à l’été 2020 et sondera les mattes microbiennes du fond des lacs. Tous les échantillons seront envoyés à la Cryobanque nationale canadienne de la biodiversité, au Musée.

 

Un homme sur la glace au bord d’un lac partiellement gelé, sur fond montagneux, prélève un échantillon dans un tube retenu par une longue corde.
Alexander Culley, chercheur à l’Université Laval, remonte des microbes des fonds lacustres au Nunavut, dans le Haut-Arctique. Image : D. Sarrazin, CEN © ULaval

 

Dans le cadre du programme de recherche appelé Terrestrial Multidisciplinary distributed Observatories for the Study of Arctic Connections (observatoires terrestres multidisciplinaires répartis pour l’étude des connexions arctiques ou T-MOSAiC, de son nom anglais), plusieurs pays se sont regroupés pour étudier l’Arctique à l’ère des changements climatiques et conserver les résultats à l’intention des générations futures. Le Centre d’études nordiques (CEN), de l’Université Laval, Québec, est l’un des organismes à la barre du projet.

Dans le milieu extrême qu’est le Haut-Arctique, les plantes et les animaux terrestres sont rares, mais de riches colonies de microbes prospèrent dans les lacs qui ponctuent la toundra. C’est ainsi qu’au fond du lac Ward Hunt, au Nunavut, des millions d’organismes microbiens forment une vaste matte vert-orangé. Il s’agit pourtant du lac le plus au nord du pays, le pôle Nord n’étant qu’à 770 km.

 

De nombreuses cellules rondes, bleu-vert, forment une sorte de chaîne. Beaucoup de chaînes semblables se détachent sur un fond translucide.
Photomicrographie d’un échantillon de Nostoc, c’est-à-dire une colonie d’algues bleu-vert (cyanobactéries), recueillie dans un lac de l’île d’Ellesmere, au Nunavut. Les colonies de Nostoc forment des mattes qui font penser à des algues (voir la photo ci dessous). Image : W.F. Vincent, CEN © ULaval

 

Grâce à l’analyse génétique, les chercheurs ont découvert que ces colonies microbiennes, appelées microbiomes, sont étonnamment complexes et diverses, et que de nombreux types de bactéries, champignons, protistes et virus différents y cohabitent. Les cyanobactéries, ou algues bleu-vert, y prédominent. Ce sont elles qui donnent aux mattes leur couleur et leur structure.

 

Une femme aux cheveux bruns et bouclés, chandail bleu et t-shirt avec dinosaure, tire des Nostoc dégoulinants d’un récipient plein d’eau. On dirait une algue. À l’arrière, un bâtiment entouré d’herbes.
Colonie d’algues bleu-vert du genre Nostoc, prélevée à Kuujjuarapik, au Nunavik, par Anne Jungblut, du Musée britannique d’histoire naturelle, à Londres, membre de T MOSAiC. Bourré de talents, Nostoc peut notamment se protéger des rayons ultraviolets en fabriquant son propre écran solaire, et fixer l’azote gazeux afin de produire des nutriments qui fertilisent les écosystèmes arctiques. Image : W.F. Vincent, CEN © ULaval

 

Auparavant, pendant l’hiver, les lacs du Haut-Arctique gelaient ferme jusqu’au fond et restaient couverts de glace toute l’année. Par suite des changements climatiques, l’eau est désormais plus chaude. Il n’est pas rare de voir tout l’hiver la présence d’eau liquide et l’absence de couche de glace en été. Ces changements modifient l’activité des colonies microbiennes. L’un des effets observés est un accroissement des émissions de gaz à effet de serre comme le dioxyde de carbone et le méthane, qui risque d’accentuer le réchauffement de la Terre.

 

Un homme portant un sarrau de laboratoire et de longs gants bleus tire un support rectangulaire plein de boîtes d’un gros congélateur noir et gris d’où s’échappe de la vapeur. D’autres congélateurs semblables s’alignent derrière.
Roger Bull, chef des opérations de la Cryobanque nationale canadienne de la biodiversité et membre du groupe de travail sur les microbiomes arctiques de T-MOSAiC, retire un râtelier d’échantillons d’un congélateur de la Cryobanque. Image : D. Smythe © Musée canadien de la nature

 

Cet été, des matériaux provenant des mattes microbiennes seront recueillis dans chacun des lacs de l’Arctique visés par l’étude, puis envoyés dans des petits tubes au Musée canadien de la nature pour être conservés à la Cryobanque nationale canadienne de la biodiversité. Les échantillons seront placés dans des congélateurs refroidis à l’azote liquide à moins de -160 °C. Cette température permet de préserver à perpétuité les informations que portent les molécules d’ADN des échantillons. Les chercheurs de l’avenir pourront étudier ces archives, peut-être grâce à des technologies que nous ne pouvons même pas encore imaginer.

À notre époque où les changements se succèdent rapidement, particulièrement dans l’Arctique canadien, ces échantillons sont de minuscules mais précieuses capsules témoins de la diversité génétique des microbiomes d’eau douce qui auront vécu dans le Haut-Arctique à l’été 2020.

 

 

Liens:

https://www.t-mosaic.com/

https://nature.ca/fr/planifiez-votre-visite/voir-faire-musee/expositions/moi-mes-microbes-zoo-en-vous

https://nature.ca/fr/recherche-collections/collections/cryobanque