Supervision par :

Jérôme Comte (Membre régulier)

Description du projet de recherche

Effets indirects du changement climatique sur les petits lacs Arctiques : Comment les changements de connectivité spatiale influencent la structure et le fonctionnement des communautés bactériennes ?

Introduction: Les régions Arctiques regorgent de petits lacs où la vie foisonne sous sa forme microbienne. Cependant, l’Arctique est en proie à un réchauffement climatique accéléré qui provoque le dégel du pergélisol, engendrant une augmentation du nombre de lacs dans certaines zones alors que ces lacs disparaissent dans d’autres, par évaporation ou drainage. Ces changements au travers du paysage entrainent une modification de la connectivité entre les lacs, influençant le mouvement des micro-organismes. On ne connait pas les répercussions de ces changements sur les communautés bactériennes, et encore moins sur les fonctions qu’elles procurent au sein de ces écosystèmes. Les communautés bactériennes aquatiques jouent un rôle primordial dans le recyclage des nutriments, contribuent à la biodiversité de ces écosystèmes de par leur place à la base du réseau trophique. En outre, ces lacs sont une source de gaz à effet de serre, dont les émissions sont régulées par les communautés microbiennes.Objectifs: Ce projet vise à évaluer les effets contrastés du changement climatique (changement de connectivité) sur les communautés microbiennes aquatiques. Nous allons 1) déterminer la biodiversité taxonomique et fonctionnelle des communautés bactériennes de plusieurs lacs situés le long d’un gradient de connectivité local, 2) comparer les effets de changement de connectivité de 2 zones géographiques réagissant de façon opposée aux changements climatiques. Enfin, nous allons 3) examiner les mécanismes qui régissent le fonctionnement de ces écosystèmes. Sites d'études: Le projet est basé sur l’échantillonnage de 2 sites dans l’Arctique, en région où le pergélisol est continu. Le premier se situe au Nunavut, le « camp 1 » de l’île Bylot, qui est une station du CEN. Le site étudié est localisé juste à côté de la station de recherche, dans le paysage polygonal. La multitude de mares peu profondes, plus ou moins éloignées les unes des autres se prête bien à l’étude de la connectivité. Ces mares sont également très diverses en termes de propriétés abiotiques. Dans cette zone, le nombre de mares est en augmentation, accentuant la connectivité. Le deuxième site est un territoire autochtone, l’aire protégée territoriale de Ts’udé Nilįné Tuyeta, dans les territoires du Nord-Ouest. De multiples lacs se situent à l’ouest de la rivière Mackenzie, au niveau de la communauté de Fort Good Hope. Là-bas les tendances montrent un rétrécissement des lacs, voire une disparition complète.Matériel et méthodes: En premier lieu, des gradients de connectivité local seront définis pour chaque site, à partir d’images satellitaires et/ou de drone. La connectivité entre les eaux de surface sera calculée grâce à un index emprunté de la théorie des réseaux qui évalue la centralité des lacs les uns par rapport aux autres. La connectivité régionale de chaque site sera calculée par la moyenne des chemins le plus court entre tous les lacs du paysage sur une aire donnée. Une vingtaine de lacs sera échantillonné sur chacun des sites afin d’établir la diversité bactérienne par métagénomique et barcoding. Plusieurs caractéristiques fonctionnelles telles que la respiration, les émissions de gaz à effet de serre ou encore le potentiel pathogénique seront mesurées dans le but d’estimer la multifonctionnalité de ces écosystèmes. Des données contextuelles abiotiques seront également collectées.RéférencesGiling, D. P., Beaumelle, L., Phillips, H. R., Cesarz, S., Eisenhauer, N., Ferlian, O., Gottschall F., Guerra C., Hines, J., Sendek, A., Siebert, A., Thakur, M.P. and Barnes, A. D. (2019). A niche for ecosystem multifunctionality in global change research. Global Change Biology, 25(3), 763-774. Hector, A., and Bagchi, R. (2007). Biodiversity and ecosystem multifunctionality. Nature, 448(7150), 188- 190 Mony, C., Uroy, L., Khalfallah, F., Haddad, N., and Vandenkoornhuyse, P. (2022). Landscape connectivity for the invisibles. Ecography, 2022(8), e06041. Saros, J.E., Arp, C.D., Bouchard, F., Comte, J., Couture, R.M., Dean, J.F., Lafrenière, M., MacIntyre, S., McGowan, S., Rautio, M. and Prater, C. (2022). Sentinel responses of Arctic freshwater systems to climate: linkages, evidence, and a roadmap for future research. Arctic Science, 9(2), 356-392.

Coordonnées des sites de recherche