Glaciers

Le « sang des glaciers » pourrait être la clé pour comprendre les impacts du changement climatique

Au sommet des Alpes françaises, à des milliers de pieds au-dessus du niveau de la mer, la neige normalement blanche apparaît parfois tachée de taches de ce qui semble être du sang rouge foncé, dont certaines s’étendent sur des kilomètres.

Mais non, ce ne sont pas les sites de violents massacres au sommet des montagnes – les taches rouges effrayantes, connues sous le nom de « sang de glacier », proviennent en fait de microalgues qui vivent dans la neige, et des scientifiques se sont récemment rendus dans les Alpes pour étudier ces organismes mystérieux.

L’expédition fait partie du projet AlpAlga, un effort pour étudier les microalgues vivant dans les montagnes, entre 3 280 et 9 842 pieds (1 000 à 3 000 mètres) au-dessus du niveau de la mer. Tout comme les microalgues qui peuplent les océans, les lacs et les rivières, les microalgues véhiculées par la neige aident à former la base du réseau trophique d’un écosystème montagneux et réagissent probablement à la pollution et au changement climatique de la même manière, a déclaré Eric Maréchal, coordinateur de l’AlpAlga. consortium et directeur du Laboratoire de physiologie cellulaire et végétale, un centre de recherche à Grenoble, France.

« Le public est bien informé de la présence d’algues dans les océans », mais moins conscient des micro-organismes apparentés vivant dans le sol au sommet des montagnes et dans la neige qui s’accumule à ces hautes altitudes, a déclaré Maréchal. Lorsque l’équipe escalade des montagnes dans les Alpes françaises, elle marche dans un environnement qui regorge de vie microscopique, « comme dans l’océan, mais c’est dans la neige. C’est dans l’eau interstitielle entre de minuscules cristaux de glace. »

En général, les cellules de microalgues ne mesurent que quelques dix millièmes de pouce (millièmes de millimètre) de diamètre et peuvent exister sous forme d’organismes unicellulaires isolés ou de colonies. Ils produisent des sucres par photosynthèse, « et tout l’écosystème en mange, directement et indirectement », que les algues poussent dans l’océan liquide ou dans la neige compactée des montagnes, a déclaré Maréchal.

Les algues qui virent au rouge neige sont techniquement des algues vertes, car elles appartiennent au phylum Chlorophyta et contiennent une forme spécifique de chlorophylle, le pigment vert qui permet la photosynthèse. Cependant, en plus de la chlorophylle, ces algues contiennent également des caroténoïdes, les mêmes pigments orange et rouges qui apparaissent dans les légumes comme les carottes. Les caroténoïdes agissent comme des antioxydants et protègent probablement les algues des effets néfastes de la lumière intense et du rayonnement ultraviolet trouvés à haute altitude, a déclaré Maréchal.

Lors d’une prolifération d’algues, lorsqu’une grande quantité d’algues se développe très rapidement, la neige environnante peut apparaître rouge ou orange en raison de l’accumulation connexe de caroténoïdes – d’où l’aspect macabre du sang des glaciers.

Maréchal a vu du sang de glacier pour la dernière fois avant la pandémie de COVID-19, au printemps 2019, et il se souvient avoir parcouru des kilomètres et des kilomètres de neige rouge. « Partout où j’ai mis mes yeux, c’était rouge », a-t-il déclaré. « Nous avons marché toute la journée, voyant des surfaces colorées en rouge… C’était vraiment impressionnant. » Mais bien que le sang glaciaire soit un phénomène bien connu, les scientifiques en savent très peu sur la biologie des algues ou sur la manière dont le changement climatique pourrait avoir un impact sur cette caractéristique essentielle des écosystèmes de montagne.

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Tout comme la pollution riche en nutriments alimente la prolifération d’algues dans l’océan, les nutriments apportés au sommet de la montagne par les précipitations et le vent pourraient théoriquement alimenter la prolifération d’algues dans les Alpes, a déclaré Maréchal. Et l’augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l’atmosphère pourrait théoriquement également stimuler la croissance des algues, a-t-il déclaré. Bien que ce soit bien pour les algues, ces changements pourraient déclencher un effet boule de neige nocif dans l’écosystème environnant.

Par exemple, des études suggèrent que la neige rougeâtre réfléchit moins efficacement la lumière que la neige blanche non ternie et fond donc plus rapidement, selon un rapport de 2016 publié dans la revue Nature. Et il n’est pas clair si, comme pour les efflorescences algales transmises par les océans, le changement climatique et la pollution provoqueront l’apparition plus fréquente de neige rouge, potentiellement au détriment d’autres organismes dans l’environnement, a déclaré Maréchal.

À ce stade, « ce que nous pensons, c’est que les algues sont probablement des marqueurs du changement climatique », dans la mesure où la croissance des organismes reflète l’augmentation des niveaux de dioxyde de carbone et les changements connexes dans l’environnement, a déclaré Maréchal. Bien que cela ait un sens anecdotique, il n’y a pas encore suffisamment de données pour suivre réellement l’évolution des algues dans le temps. « Les gens qui connaissent bien les montagnes disent : ‘Oh, on voit de plus en plus de neiges rouges.’ Mais nous ne mesurons pas réellement », a-t-il déclaré. Alors Maréchal et son équipe ont entrepris de combler ces lacunes dans la littérature.

Dans leur étude la plus récente, publiée lundi 7 juin dans la revue Frontiers in Plant Science, l’équipe a étudié la prévalence d’espèces de microalgues sur cinq sites différents dans les Alpes françaises, couvrant des altitudes comprises entre 4 000 et 9 645 pieds (1 250 à 2 940 m) au dessus du niveau de la mer. Ils ont prélevé des échantillons de sol sur les sites à la fin de l’été 2016, après la fonte des neiges saisonnières pendant l’année. Plusieurs membres de l’équipe se sont spécialisés dans l’extraction d’ADN de l’environnement, ce qui a permis au groupe de découvrir du matériel génétique laissé par des cellules d’algues mortes et brisées qui vivaient auparavant dans chaque zone.

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« Ces gens sont comme la police scientifique; ils peuvent suivre la présence d’organismes avec l’ADN que l’organisme laisse derrière lui », a déclaré Maréchal. L’équipe a extrait tout l’ADN des algues de leurs échantillons, révélant quelles espèces d’algues poussaient où, en termes d’altitude ; l’enquête a également fait allusion aux conditions environnementales préférées de chaque espèce.

Par exemple, les algues du genre Sanguine, connu pour causer de la neige rouge, n’est apparu qu’à des altitudes de 6 560 pieds (2 000 m) au-dessus du niveau de la mer et plus; pendant ce temps, les algues des genres Desmocoque et Symbiochloris n’apparaît qu’à basse altitude, en dessous de 4 920 pieds (1 500 m). « Nous nous attendions peut-être à quelque chose, mais pas à une zonation aussi spectaculaire de l’espèce », avec de nombreuses espèces exclusivement confinées à des altitudes élevées ou basses, a déclaré Maréchal.

Cette étude sert de point de départ au projet AlpAlga alors que l’équipe tente de répondre aux nombreuses questions restantes sur le sang des glaciers. Nous ne savons toujours pas quelles conditions environnementales déclenchent la prolifération d’algues ; comment l’apparition et la disparition saisonnières de la neige affectent le cycle de vie des algues ; ou comment les efflorescences affectent la fonte des neiges et le retrait des glaciers, à grande échelle, a noté Maréchal.

Lors d’une prochaine expédition plus tard ce mois-ci, l’équipe prévoit d’établir un site de recherche à long terme où elle pourra suivre les proliférations d’algues au fil des saisons. Ils analyseront les gradients entre la neige blanche et la neige rouge, pour voir quelles conditions provoquent les efflorescences, et échantillonneront des cellules d’algues à cultiver dans leurs laboratoires. Ces lignes de recherche devraient non seulement percer les mystères du sang des glaciers, mais aussi donner un aperçu de la façon dont l’écosystème des Alpes pourrait changer à mesure que le climat se réchauffe, a déclaré Maréchal.

La fonte des glaciers dans les régions polaires fait souvent la une des journaux, en partie parce que leur impact sur l’élévation du niveau de la mer a été largement débattu, a déclaré Maréchal. Mais le changement climatique a également un impact énorme sur les glaciers enclavés dans les régions montagneuses, où l’eau glaciaire sert de réservoir pour les systèmes fluviaux, a-t-il déclaré. Ainsi, à long terme, les impacts du changement climatique se feront sentir dans les régions montagneuses, « même si vous êtes loin du bord de mer ».

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