Undersøgelse viser, at gletsjersvind forårsager en grøn overgang

Glacier-fodrede vandløb gennemgår en proces med dybtgående forandring, ifølge forskere fra EPFL og Charles University i et papir, der vises i Nature Geoscience i dag. Denne konklusion er baseret på ekspeditioner til verdens største bjergkæder udført af medlemmer af Vanishing Glaciers-projektet.

Mikrobielt liv vil blomstre i bjergstrømme på grund af igangværende gletsjersvind. Dette er, hvad et hold af forskere fra EPFL og Det Naturvidenskabelige Fakultet, Charles University, Prag, rapporterer i deres seneste forskning. Deres observationer er baseret på prøver indsamlet fra 154 gletsjer-fodrede vandløb over hele verden som en del af det EPFL-ledede Vanishing Glaciers-projekt.

Glacier-fodrede vandløb er grumsede, rasende strømme om sommeren. Store mængder smeltevand fra gletscheren samler klipper og sedimenter op, hvilket tillader meget lidt lys at nå vandløbet, mens frostgrader og sne på andre årstider giver ringe mulighed for at udvikle et rigt mikrobiom.

Men efterhånden som gletsjere krymper under virkningerne af global opvarmning, er mængden af ​​vand, der stammer fra gletsjere, aftagende. Det betyder, at vandløbene bliver varmere, roligere og klarere, hvilket giver alger og andre mikroorganismer en mulighed for at blive rigelige og bidrage mere til lokale kulstof- og næringsstofkredsløb.

"Vi er vidne til en proces med dybtgående forandring på niveauet af mikrobiomet i disse økosystemer - intet mindre end en 'grøn omstilling' på grund af den øgede primærproduktion," siger Tom Battin, fuld professor ved EPFL's River Ecosystems Laboratory (RIVER) ).

Ændring af sammensætning

I deres papir kiggede forskerne på næringsstofferne, såsom nitrogen og fosfor, i vandløbet samt de enzymer, som mikroorganismer, der lever i sedimentet i vandløbet, producerer for at bruge disse næringsstoffer.

Derefter så de på ændringer i begge disse over en meget stor gradient af vandløb fodret af gletsjere, der adskiller sig i størrelse.

"Gletscher-føde strømøkosystemer har generelt begrænsede mængder kulstof og næringsstoffer, især fosfor," forklarer Tyler Kohler, en tidligere postdoc ved RIVER og avisens hovedforfatter.

"Efterhånden som gletsjere skrumper, og efterspørgslen efter fosfor fra alger og andre mikroorganismer vokser, kan fosfor blive mere begrænsende i høje bjergstrømme." Derfor vil fosfor, en kritisk byggesten for liv, blive endnu mere sjælden i nedstrøms økosystemer, med endnu ukendte virkninger for deres fødevæv.

Disse resultater understøttes af en artikel offentliggjort i Royal Society Open Science i august 2023 af forskere fra Vanishing Glaciers-projektet. I denne undersøgelse analyserede forfatterne mikrobiomet af en lille gletsjer-fodret strøm i Rwenzori-bjergene i Uganda, hvor den "grønne overgang" allerede var på et fremskredent stadium. Her var næringsstof- og enzymsammensætningen også meget anderledes, og der var rigeligt med alger.

"Det, der sker med Rwenzori-gletsjeren, giver os et glimt af, hvordan de schweiziske gletsjerfodrede vandløb vil se ud om 30 eller 50 år fra nu," siger Battin. Et resultat af denne ændring er, at efterhånden som gletscherfodrede vandløb er vært for mere mikrobielt liv, vil de spille en større rolle i biogeokemiske kredsløb såsom CO₂ fluxer.

RIVER-teamet planlægger at bygge videre på denne forskning. De er ved at foretage en optælling af den mikrobielle biodiversitet i gletsjer-fodrede vandløb og ved hjælp af forskellige linjer af genomisk information udforsker de, hvordan forskellige mikroorganismer er i stand til at opholde sig i et af Jordens mest ekstreme ferskvandsøkosystemer.

Tyler Kohler, hovedforfatter og i øjeblikket forsker ved Institut for Økologi ved Det Naturvidenskabelige Fakultet, Charles University, Prag, var ansvarlig for prøveindsamling under ekspeditioner, laboratorieanalyser og skrivning af manuskriptet. Tyler er i øjeblikket PI for et Charles University PRIMUS-projekt med titlen:"Green New World:Unraveling microbial community assembly patterns in forsvindende gletsjer-fodrede vandløb."

I dette projekt fortsætter Tylers team yderligere denne forskning ved at fokusere på, hvordan algesamfundene (specifikt kiselalger) ændrer sig i gletsjerfodrede vandløb med klimaændringer.

Flere oplysninger: Tyler J. Kohler et al., Globale emergent responses of stream microbial metabolism to gletsjersvind, Nature Geoscience , (2024). DOI:10.1038/s41561-024-01393-6. www.nature.com/articles/s41561-024-01393-6

Michoud, G. et al., The dark side of the moon:første indsigt i mikrobiomets struktur og funktion af en af ​​de sidste gletscher-fodrede vandløb i Afrika, Royal Society Open Science , (2023). DOI:10.1098/rsos.230329

Leveret af Charles University