EPFL-wetenschappers zullen de komende vier jaar enkele van 's werelds grootste gletsjergevoede stromen bestuderen. Door micro-organismen uit de stromen te verzamelen en hun DNA te extraheren, ze hopen beter te begrijpen hoe deze wezens zich hebben aangepast aan hun extreme omgevingen. Het project, gepland om te beginnen op 1 augustus 2018, zal het inaugurele onderzoeksprogramma zijn voor het Alpine and Polar Environment Research Centre (Alpole) op de EPFL Wallis Wallis-campus in Sion.

Wat verliezen we behalve water nog meer als gletsjers verdwijnen? Dat is de vraag die een team van wetenschappers onder leiding van EPFL zal beantwoorden tijdens een ongekende expeditie die minstens vier jaar zal duren. Ze reizen naar 's werelds grootste gletsjersystemen in de bergen, het verzamelen van micro-organismen uit honderden gletsjergevoede stromen en het analyseren van hun genomen. Door een combinatie van milieuwetenschappen, levenswetenschappen en geologie, ze hopen te leren hoe deze microbiomen zich in de loop van de millennia hebben aangepast aan de extreme omstandigheden waaraan ze worden blootgesteld.

Door dit project, die officieel van start gaat op 1 augustus 2018, het internationale team van wetenschappers zal de "derde pool" verkennen door gletsjerstromen in Alaska, de Himalaya, het Andesgebergte, Groenland, Scandinavië, Pamir, Kamtsjatka, Kaukasus, Nieuw-Zeeland en de Europese Alpen. Het is het inaugurele onderzoeksprogramma voor het Alpine and Polar Environment Research Centre (Alpole) in Sion en wordt mogelijk gemaakt dankzij financiering van de NOMIS Foundation, die uitsluitend inzichtgedreven wetenschappelijke inspanningen ondersteunt.

De wetenschappers zullen monsters verzamelen van biofilms, die dun zijn, viskeuze films van microben die zich vormen op sedimentoppervlakken in door gletsjer gevoede stromen. Vervolgens zullen ze diepe sequencing op het microbiële DNA gebruiken om de structuur en biologische processen van de microbiomen van de biofilms te ontrafelen. De sequentiegegevens zullen voor twee doeleinden worden gebruikt. Eerst, terugkijken in de tijd, omdat het oude biosignaturen kan bevatten die de wetenschappers zouden kunnen helpen bij het ontrafelen van de strategieën van de microben om zich in de loop van de tijd aan hun omgeving aan te passen. En ten tweede, een blik in de toekomst te werpen, omdat het de wetenschappers zal helpen beter te begrijpen hoe biofilms worden beïnvloed door het smelten van gletsjers en, bijgevolg, de rol die biofilms spelen in het functioneren van ecosystemen en de biogeochemie van door de alpengletsjer gevoede stromen.

"Gletsjers en hun stromen waren vaak overvloedig op aarde. Maar vandaag verdwijnen ze als gevolg van klimaatverandering. Glaciologen voorspellen dat 50% van de kleine gletsjers in Zwitserland binnen de komende 25 jaar zal verdwijnen. Hetzelfde geldt voor hun gletsjer -gevoede stromen - en de ecosystemen die deze stromen ondersteunen. We zijn het aan toekomstige generaties verplicht om het microbiële leven in deze verdwijnende ecosystemen beter te begrijpen, " zegt Tom Battin, de onderzoeksdirecteur van het project en hoofd van EPFL's Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory. "Dat kunnen we alleen bereiken met de steun van stichtingen als NOMIS, en alleen door een interdisciplinaire benadering te volgen waarbij experts uit de ecologie, biogeochemie, moleculaire biologie en glaciologie."

"Ik ben blij dat EPFL centraal staat in een initiatief om het microbiële leven in gletsjers te documenteren door middel van deze studie over glaciale afvoer, ", zegt EPFL-voorzitter Martin Vetterli. "Dit onderzoek is van mondiaal belang en past goed in het nieuwe Centrum voor veranderende Alpen- en poolomgevingen van EPFL Wallis Wallis." Dit enthousiasme wordt gedeeld door Markus Reinhard, Managing Director bij NOMIS:"We zijn verheugd om dit spannende onderzoeksproject te ondersteunen, die de visie van NOMIS weerspiegelt om interdisciplinaire, nieuw onderzoek dat de potentie heeft om transformationele inzichten over onze wereld te bieden."

De eerste expeditie begint in februari 2019. Deze zal worden geleid door Mike Styllas, een geoloog en Himalaya-specialist, met de hulp van twee bergexperts uit Canada en Italië. Het genoomonderzoek zal worden uitgevoerd in samenwerking met professor Paul Wilmes en zijn team aan de Universiteit van Luxemburg. Michael Zemp, een onderzoeksmedewerker aan de Universiteit van Zürich, zal zijn expertise in glaciologie ter beschikking stellen. De wetenschappers gaan deze zomer trainen in de Zwitserse Alpen.

Nog voordat de eerste expeditie van start gaat, Battin kijkt al vooruit naar zijn volgende uitdaging. Hij zou DNA van microben die door gletsjers zijn gevoed, willen archiveren in een opslagplaats die zou worden ondergebracht op de campus van EPFL Wallis Wallis. Dit archief zou de onderzoekers van morgen een "kaart" geven van de microbiomen zoals ze er nu uitzien. Het zal niet lang meer duren voordat vooruitgang in de moleculaire biologie, en vooral genetische sequencing, leiden tot nieuwe ontdekkingen in microbioomprocessen en nieuwe perspectieven bieden op het gebruik van bioprospectie op het gebied van biotechnologie. Het DNA-archief van Battin zou ook monsters bevatten van elke onderzoeksinstelling die een bijdrage wil leveren, waardoor een unieke wereldwijde opslagplaats van genetische informatie over het leven in verdwijnende ecosystemen en extreme omgevingen wordt gecreëerd.