Glaciärmatade strömmar genomgår en process av djupgående förändring, enligt forskare från EPFL och Charles University i en artikel som publiceras i Nature Geoscience i dag. Denna slutsats är baserad på expeditionerna till världens stora bergskedjor av medlemmar i Vanishing Glaciers-projektet.
Mikrobiellt liv kommer att frodas i bergsbäckar på grund av pågående glaciärskrympning. Detta är vad ett team av forskare från EPFL och naturvetenskapliga fakulteten, Charles University, Prag, rapporterar i sin senaste forskning. Deras observationer är baserade på prover som samlats in från 154 glaciärmatade strömmar över hela världen som en del av det EPFL-ledda Vanishing Glaciers-projektet.
Glaciärmatade bäckar är grumliga, rasande strömmar på sommaren. Stora mängder glaciärt smältvatten driver upp stenar och sediment, vilket tillåter väldigt lite ljus att nå bäckbädden, medan minusgrader och snö under andra årstider ger små möjligheter för en rik mikrobiom att utvecklas.
Men när glaciärer krymper under effekterna av den globala uppvärmningen, minskar mängden vatten som kommer från glaciärer. Det betyder att bäckarna blir varmare, lugnare och klarare, vilket ger alger och andra mikroorganismer en möjlighet att bli rikliga och bidra mer till lokala kol- och näringskretslopp.
"Vi bevittnar en process av djupgående förändringar på nivån av mikrobiomet i dessa ekosystem - inget annat än en "grön övergång" på grund av den ökade primärproduktionen", säger Tom Battin, professor vid EPFL:s River Ecosystems Laboratory (RIVER) ).
Ändra komposition
I sin uppsats tittade forskarna på näringsämnena, såsom kväve och fosfor, i strömvattnet samt de enzymer som mikroorganismer som lever i strömbäddens sediment producerar för att kunna använda dessa näringsämnen.
Sedan tittade de på förändringar i båda dessa över en mycket stor gradient av strömmar som matas av glaciärer som skiljer sig i storlek.
"Ekosystem som matas av glaciärer har i allmänhet begränsade mängder kol och näringsämnen, särskilt fosfor", förklarar Tyler Kohler, tidigare postdoc vid RIVER och tidningens huvudförfattare.
"När glaciärerna krymper och efterfrågan på fosfor från alger och andra mikroorganismer växer, kan fosfor bli mer begränsande i högbergsbäckar." Därför kommer fosfor, en viktig byggsten för liv, att bli ännu mer sällsynt i nedströms ekosystem, med ännu okända effekter för deras näringsväv.
Dessa fynd stöds av en artikel publicerad i Royal Society Open Science i augusti 2023 av forskare från Vanishing Glaciers-projektet. I denna studie analyserade författarna mikrobiomet i en liten glaciärmatad bäck i Rwenzoribergen, i Uganda, där den "gröna övergången" redan var i ett framskridet stadium. Här var även näringsämnes- och enzymsammansättningen mycket annorlunda, och det fanns gott om alger.
"Vad som händer med Rwenzori-glaciären ger oss en glimt av hur schweiziska glaciärmatade strömmar kommer att se ut om 30 eller 50 år från nu", säger Battin. Ett resultat av denna förändring är att när glaciärmatade strömmar hyser mer mikrobiellt liv, kommer de att spela en större roll i biogeokemiska cykler som CO2 flöden.
RIVER-teamet planerar att bygga vidare på denna forskning. De genomför en inventering av den mikrobiella biologiska mångfalden i glaciärmatade strömmar och, med hjälp av olika rader av genomisk information, utforskar de hur olika mikroorganismer kan vistas i ett av jordens mest extrema sötvattensekosystem.
Tyler Kohler, huvudförfattare och för närvarande forskare vid institutionen för ekologi vid naturvetenskapliga fakulteten, Charles University, Prag, ansvarade för provinsamling under expeditioner, laboratorieanalyser och skrivande av manuskriptet. Tyler är för närvarande PI för ett Charles University PRIMUS-projekt med titeln:"Green New World:Unraveling microbial community assembly patterns in försvinnande glaciärmatade strömmar."
I detta projekt fortsätter Tylers team denna forskning genom att fokusera på hur algsamhällena (särskilt kiselalger) förändras i glaciärmatade strömmar med klimatförändringar.
Mer information: Tyler J. Kohler et al, Global emergent responses of stream microbial metabolism to glacier krympning, 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:första insikter i mikrobiomets struktur och funktion hos en av de sista glaciärmatade strömmarna i Afrika, Royal Society Open Science , (2023). DOI:10.1098/rsos.230329
Tillhandahålls av Charles University
