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Autrefois considérés comme des milieux stériles, les glaciers et autres habitats gelés sont de plus en plus reconnus pour leur grande diversité en microorganismes notamment pour les bactéries, les protistes, les archées et les virus. En effet, malgré leur conditions extrêmes (basses températures, UV, pauvre en nutriments), les habitats gelés comprennent des microorganismes uniques, qui aiment et tolèrent très bien des climats froids. Avec la fonte, les assemblages microbiens uniques (ou « microbiomes »), de même que des sédiments, du carbone et des nutriments seront libérés des glaces et de la neige pour aller se déverser dans les environnements situés en aval. Or, les connaissances quant à l’écologie, la biologie et l’impact qu’auront ces nouveaux organismes et les apports en carbone sur les paysages nordiques sont encore très incomplètes.
L’objectif principal de ce projet de recherche est d’identifier et de caractériser les microbiomes de la cryosphère et des eaux douces d’une vallée glaciaire de l’Arctique, grâce à des approches génomiques et biogéochimiques.
Plus spécifiquement, le projet a pour but :
La récolte des échantillons sera réalisée dans la vallée cryosphérique de Thores sur l’île d’Ellesmere au Nunavut (79° 50′ 0″ N, 78° 0′ 0″ W). Cette vallée est caractérisée par la présence d’un glacier dont le terminus est en contact direct avec un lac (lac Thores), qui se déverse dans un exutoire de 16 km, se terminant dans le fiord Disraeli (Océan Arctique). Les campagnes d’échantillonnages auront lieu au cours des étés 2022 et 2023, depuis le camp de l’île Ward Hunt (Nunavut) du Centre d’Études Nordiques (CEN), en collaboration avec le Programme du plateau continental polaire (Ressources naturelles Canada) et Parcs Canada (Parc national Quttinirpaaq).
Plusieurs composantes de la cryosphère seront échantillonnées : la glace (de lac et de glacier) et la neige. L’eau des milieux récepteurs situés en aval du glacier (lac, exutoire, océan Arctique) sera également échantillonnée, afin de pouvoir mesurer les contributions microbiennes et en carbone de chacune des composantes cryosphériques. Ces sites seront échantillonnés le long d’un gradient du glacier jusqu’à l’océan Arctique. Les échantillons d’eau des différents milieux récepteurs seront passés sur des filtres Sterivex™, desquels seront extraits les acides nucléiques. Les échantillons de glace et de neige seront d’abord fondus dans l’obscurité, à 4°C, et un sous-échantillon sera réservé pour les analyses de carbone organique dissous (COD). À partir de ces génomes, je ferai l’identification taxonomique et fonctionnelle des organismes, qui me permettra d’identifier la diversité génétique en plus de la structure des microbiomes entre les différents habitats.
Bellas CM, Anesio AM et Barker G. 2015. Analysis of virus genomes from glacial environments reveals novel virus groups with unusual host interactions. Frontiers in Microbiology, 6 : 14. Bradley JA, Arndt S, Sabacka M, Benning LG, Barker GL, Blacker JJ, Yallop ML, Wright KE, Bellas CM, Telling J, Tranter M et Anesio AM. 2016. Microbial dynamics in a High Arctic glacier forefield: a combined field, laboratory, and modelling approach. Biogeosciences, 13 : 5677-5696. Cameron KA, Müller O, Stibal M, Edwards A et Jacobsen CS. 2020. Glacial microbiota are hydrologically connected and temporally variable. Environmental Microbiology, 22 : 3172-3187. Cavaco MA, St Louis VL, Engel K, St Pierre KA, Schiff SL, Stibal M et Neufeld JD. 2019. Freshwater microbial community diversity in a rapidly changing High Arctic watershed. FEMS Microbiology Ecology, 95 : 13. Comte J, Culley AI, Lovejoy C et Vincent WF. 2018. Microbial connectivity and sorting in a High Arctic watershed. Isme Journal