Les rivières contribuent au cycle mondial du carbone
Le projet PRIMA («Priming in an aquatic ecosystem - Stream biofilms as hotspots for carbon cycling») a étudié les conditions qui conduisent à la formation de biofilms microbiens dans les rivières. Les biofilms sont des groupements de microbes qui adhèrent les uns aux autres et à une surface, par exemple le lit d'une rivière. Le projet PRIMA a supposé que le carbone organique terrestre puisse être mobilisé dans les biofilms microbiens au fond des rivières, avec un rôle important pour les écosystèmes aquatiques. Cette mobilisation survient lorsque l'ajout de carbone ou d'azote modifie le taux de décomposition dans les biofilms. Les chercheurs ont marqué des matériaux au C13 (un isotope stable du carbone) afin de tester cette mobilisation en suivant et quantifiant les flux de carbone. Les résultats ont montré que cette mobilisation ne semble pas survenir dans la zone hyporhéique du courant, où les eaux souterraines superficielles se mélangent avec les eaux de ruissellement. Elle se produit dans les biofilms, situés au fond du lit et au voisinage d'algues. Les produits rejetés par les algues peuvent être modifiés et servir à amorcer le processus. En outre, le métabolisme du biofilm change pour dissoudre le carbone organique, ce qui peut conduire à générer une matière organique 'récalcitrante'. Le projet PRIMA a conduit deux expériences majeures. La première a reconstitué des biofilms hyporhéiques dans 25 bioréacteurs contenant divers activateurs potentiels, y compris des produits rejetés par les algues. La deuxième a reconstitué des biofilms vivant sur le fond et dépendant de la lumière, sous diverses conditions d'éclairement. Le but était d'utiliser des algues différentes et donc divers activateurs potentiels. Les deux expériences ont utilisé du saule (Salix) élevé sous atmosphère enrichie en gaz carbonique (CO2) marqué au C13. Ceci a produit des tissus végétaux totalement marqués et fournissant un mélange complexe de matière organique étiquetée au C13, qui a ensuite été décomposée pour éliminer la plupart des groupes fonctionnels. Le matériau restant a été décrit comme récalcitrant et a servi pour les deux expériences. Les chercheurs ont ainsi pu mesurer la fraction de CO2 respiratoire venant de la dégradation de la matière organique dissoute et récalcitrante. Les travaux de PRIMA ont apporté des informations sur le rôle des rivières dans le cycle mondial du carbone. Ils confirment leur importance dans le processus, et il faudra donc en tenir compte lors de l'étude des mécanismes du changement climatique.
Mots‑clés
Rivières, cycle du carbone, carbone organique, sol, mobilisation, écosystème aquatique, biofilm bactérien, taux de décomposition, C13, flux de carbone, zone hyporhéique, algue, matière organique, bioréacteur, Salix, tissu végétal, rivières, réchauffement
