EPFL-forskare kommer att ägna åtminstone de kommande fyra åren åt att studera några av världens största glaciärmatade strömmar. Genom att samla in mikroorganismer från bäckarna och extrahera deras DNA, de hoppas att bättre förstå hur dessa varelser har anpassat sig till sina extrema miljöer. Projektet, beräknas starta den 1 augusti 2018, kommer att vara det inledande forskningsprogrammet för Alpine and Polar Environment Research Center (Alpole) vid EPFL Valais Wallis campus i Sion.

Vad mer än vatten förlorar vi när glaciärer försvinner? Det är frågan som ett team av forskare under ledning av EPFL kommer att ge sig ut för att svara på på en oöverträffad expedition som kommer att pågå i minst fyra år. De kommer att resa till världens största bergsglaciärsystem, samla in mikroorganismer från hundratals glaciärmatade strömmar och analysera deras genom. Genom en kombination av miljövetenskap, livsvetenskap och geologi, de hoppas kunna lära sig hur dessa mikrobiomer har anpassat sig under årtusenden till de extrema förhållanden de utsätts för.

Genom detta projekt, som officiellt börjar den 1 augusti 2018, det internationella teamet av forskare kommer att utforska den "tredje polen" genom glaciärströmmar i Alaska, Himalaya, Anderna, Grönland, Skandinavien, Pamir, Kamchatka, Kaukasus, Nya Zeeland och de europeiska alperna. Det är det första forskningsprogrammet för Alpine and Polar Environment Research Center (Alpole) i Sion och görs möjligt tack vare finansiering från NOMIS Foundation, som uteslutande stöder insiktsdrivna vetenskapliga strävanden.

Forskarna kommer att samla in prover från biofilmer, som är tunna, trögflytande filmer av mikrober som bildas på sedimentytor i glaciärmatade strömmar. De kommer sedan att använda djupsekvensering på det mikrobiella DNA:t för att reda ut strukturen och de biologiska processerna i biofilmernas mikrobiomer. Sekvenseringsdata kommer att användas för två ändamål. Först, att se tillbaka i tiden, eftersom den kan innehålla uråldriga biosignaturer som kan hjälpa forskarna att reda ut mikrobernas strategier för att anpassa sig till sin omgivning över tid. Och för det andra, för att få en inblick i framtiden, eftersom det kommer att hjälpa forskarna att bättre förstå hur biofilmer påverkas av smältningen av glaciärer och, följaktligen, den roll som biofilmer spelar i ekosystemens funktion och biogeokemin hos alpina glaciärmatade strömmar.

"Glaciärer och deras strömmar har ofta varit rikliga på jorden. Men idag försvinner de som ett resultat av klimatförändringarna. Glaciologer förutspår att 50 % av de små glaciärerna i Schweiz kommer att försvinna inom de närmaste 25 åren. Detsamma gäller för deras glaciär -matade strömmar – och de ekosystem som dessa strömmar stöder. Vi är skyldiga framtida generationer att bättre förstå det mikrobiella livet i dessa försvinnande ekosystem, " säger Tom Battin, projektets forskningschef och chef för EPFL:s Stream Biofilm and Ecosystem Research Laboratory. "Vi kan uppnå det endast med stöd av stiftelser som NOMIS, och endast genom att ta ett tvärvetenskapligt tillvägagångssätt som samlar experter från ekologi, biogeokemi, molekylärbiologi och glaciologi."

"Jag är glad att EPFL är i centrum för ett initiativ för att dokumentera det mikrobiella livet som finns inuti glaciärer genom denna studie om glacial avrinning, " säger EPFL:s ordförande Martin Vetterli. "Denna forskning har global betydelse och är en naturlig passform för det nya centret för att förändra alpina och polära miljöer vid EPFL Valais Wallis." Denna entusiasm delas av Markus Reinhard, VD på NOMIS:"Vi är glada över att stödja detta spännande forskningsprojekt, som återspeglar NOMIS vision om att uppmuntra tvärvetenskaplig, ny forskning som har potential att ge transformerande insikter om vår värld."

Den första expeditionen börjar i februari 2019. Den kommer att ledas av Mike Styllas, en geolog och Himalaya-specialist, med hjälp av två bergsexperter från Kanada och Italien. Genomforskningen kommer att utföras i samarbete med professor Paul Wilmes och hans team vid universitetet i Luxemburg. Michael Zemp, en forskarassistent vid universitetet i Zürich, kommer att ge sin expertis inom glaciologi. Forskarna kommer att börja träna i sommar i de schweiziska alperna.

Redan innan den första expeditionen drar igång, Battin ser redan fram emot sin nästa utmaning. Han skulle vilja arkivera DNA från glaciärmatade strömmikrober i ett förvar som skulle inrymmas på EPFL Valais Wallis campus. Detta arkiv skulle ge morgondagens forskare en "karta" över mikrobiomen som de ser ut idag. Det kommer inte att dröja länge innan framsteg inom molekylärbiologi, och särskilt genetisk sekvensering, leda till nya upptäckter inom mikrobiomeprocesser och ge nya perspektiv på användningen av bioprospektering inom bioteknikområdet. Battins DNA-arkiv skulle också innehålla prover från alla forskningsinstitutioner som vill bidra, därigenom skapa ett unikt globalt arkiv av genetisk information om livet i försvinnande ekosystem och extrema miljöer.