Door gletsjers gevoede stromen ondergaan een proces van diepgaande veranderingen, aldus wetenschappers van EPFL en Charles University in een artikel dat verschijnt in Nature Geoscience Vandaag. Deze conclusie is gebaseerd op de expedities naar de belangrijkste bergketens ter wereld door leden van het Vanishing Glaciers-project.

Het microbiële leven zal floreren in bergstromen vanwege de aanhoudende krimp van de gletsjers. Dit is wat een team van wetenschappers van EPFL en de Faculteit der Natuurwetenschappen, Charles Universiteit, Praag, rapporteert in hun laatste onderzoek. Hun waarnemingen zijn gebaseerd op monsters die zijn verzameld uit 154 door gletsjers gevoede stromen wereldwijd als onderdeel van het door EPFL geleide Vanishing Glaciers-project.

Door gletsjers gevoede beken zijn troebele, woeste stromen in de zomer. Grote hoeveelheden gletsjersmeltwater doen rotsen en sediment opwaaien, waardoor heel weinig licht de stroombedding kan bereiken, terwijl vriestemperaturen en sneeuw in andere seizoenen weinig kansen bieden voor de ontwikkeling van een rijk microbioom.

Maar nu gletsjers krimpen onder de gevolgen van de opwarming van de aarde, neemt de hoeveelheid water die afkomstig is van gletsjers af. Dat betekent dat de stromen warmer, rustiger en helderder worden, waardoor algen en andere micro-organismen de kans krijgen om overvloedig aanwezig te zijn en meer bij te dragen aan de lokale koolstof- en nutriëntencycli.

“We zijn getuige van een proces van diepgaande veranderingen op het niveau van het microbioom in deze ecosystemen – niets minder dan een ‘groene transitie’ vanwege de toegenomen primaire productie”, zegt Tom Battin, hoogleraar aan het River Ecosystems Laboratory (RIVER) van EPFL. ).

Compositie wijzigen

In hun artikel keken de wetenschappers naar de voedingsstoffen, zoals stikstof en fosfor, in het stroomwater en naar de enzymen die micro-organismen die in het sediment van de stroombodem leven produceren om deze voedingsstoffen te gebruiken.

Vervolgens keken ze naar veranderingen in beide over een zeer grote gradiënt van stromen gevoed door gletsjers die in grootte verschillen.

"Ecosystemen die door gletsjers worden gevoed, bevatten over het algemeen beperkte hoeveelheden koolstof en voedingsstoffen, met name fosfor", legt Tyler Kohler uit, een voormalig postdoc bij RIVER en hoofdauteur van het artikel.

"Naarmate gletsjers kleiner worden en de vraag naar fosfor door algen en andere micro-organismen groeit, kan fosfor beperkender worden in hooggebergtestromen." Daarom zal fosfor, een cruciale bouwsteen voor het leven, nog zeldzamer worden in stroomafwaartse ecosystemen, met nog onbekende gevolgen voor hun voedselketens.

Deze bevindingen worden ondersteund door een artikel gepubliceerd in Royal Society Open Science in augustus 2023 door wetenschappers van het Vanishing Glaciers-project. In deze studie analyseerden de auteurs het microbioom van een kleine, door gletsjers gevoede stroom in het Rwenzori-gebergte in Oeganda, waar de ‘groene transitie’ zich al in een vergevorderd stadium bevond. Hier was de samenstelling van voedingsstoffen en enzymen ook heel anders, en algen waren er in overvloed.

“Wat er met de Rwenzori-gletsjer gebeurt, geeft ons een glimp van hoe de Zwitserse, door gletsjers gevoede rivieren er over dertig tot vijftig jaar uit zullen zien”, zegt Battin. Eén resultaat van deze verandering is dat naarmate gletsjerstromen meer microbieel leven huisvesten, ze een grotere rol zullen spelen in biogeochemische cycli zoals CO₂ fluxen.

Het RIVER-team is van plan voort te bouwen op dit onderzoek. Ze voeren een telling uit van de microbiële biodiversiteit in door gletsjers gevoede stromen en onderzoeken met behulp van verschillende soorten genomische informatie hoe diverse micro-organismen kunnen leven in een van de meest extreme zoetwaterecosystemen op aarde.

Tyler Kohler, hoofdauteur en momenteel onderzoeker bij de afdeling Ecologie van de Faculteit Wetenschappen, Charles Universiteit, Praag, was verantwoordelijk voor het verzamelen van monsters tijdens expedities, laboratoriumanalyses en het schrijven van het manuscript. Tyler is momenteel de PI van een PRIMUS-project van Charles University met de titel:"Green New World:Unraveling microbiële gemeenschapsassemblagepatronen in verdwijnende, door gletsjers gevoede stromen."

In dit project zet het team van Tyler dit onderzoek verder door zich te concentreren op de manier waarop de algengemeenschappen (met name diatomeeën) veranderen in door gletsjers gevoede stromen als gevolg van de klimaatverandering.

Meer informatie: Tyler J. Kohler et al, Mondiale opkomende reacties van microbieel metabolisme op gletsjerkrimp, Nature Geoscience , (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01393-6. www.nature.com/articles/s41561-024-01393-6

Michoud, G. et al, De donkere kant van de maan:eerste inzichten in de microbioomstructuur en functie van een van de laatste door gletsjers gevoede stromen in Afrika, Royal Society Open Science , (2023). DOI:10.1098/rsos.230329

Aangeboden door Charles University