Les sols plus chauds abritent une plus grande diversité de microbes actifs, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs du Centre de microbiologie et de science des systèmes environnementaux (CeMESS) de l’Université de Vienne.
L’étude, publié dans Avancées scientifiques, représente un changement significatif dans notre compréhension de la façon dont l’activité microbienne dans le sol influence le cycle mondial du carbone et les mécanismes de rétroaction possibles sur le climat. Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que des températures plus élevées du sol accélèrent la croissance des microbes, augmentant ainsi la libération de carbone dans l’atmosphère.
Cependant, cette libération accrue de carbone est en réalité causée par l’activation de bactéries auparavant dormantes.
« Les sols constituent le plus grand réservoir de carbone organique de la Terre », déclare Andreas Richter, auteur principal de l’étude et professeur au Centre de microbiologie et de science des systèmes environnementaux. Les micro-organismes dictent silencieusement le cycle mondial du carbone, décomposant cette matière organique et libérant ainsi du dioxyde de carbone.
À mesure que les températures augmentent – un scénario garanti dans le cadre du changement climatique – on pense que les communautés microbiennes émettent davantage de dioxyde de carbone, accélérant encore le changement climatique dans un processus connu sous le nom de rétroaction carbone du sol-climat.
« Pendant des décennies, les scientifiques ont supposé que cette réponse était due à des taux de croissance accrus de taxons microbiens individuels dans un climat plus chaud », explique Richter. Dans cette étude, les chercheurs ont visité une prairie subarctique en Islande qui a subi plus d’un demi-siècle de réchauffement géothermique, entraînant des températures du sol plus élevées que celles des zones environnantes.
En collectant des carottes de sol et en utilisant des techniques de pointe de sondage isotopique, l’équipe a identifié des taxons bactériens actifs, en comparant leurs taux de croissance à des températures ambiantes et élevées, cette dernière étant 6 °C plus élevée.
« Nous avons constaté que plus de 50 ans de réchauffement constant des sols ont augmenté la croissance microbienne au niveau communautaire », explique Dennis Metze, Ph.D. étudiant et auteur principal de l’étude. « Mais remarquablement, les taux de croissance des microbes dans les sols plus chauds étaient impossibles à distinguer de ceux des températures normales. » La différence essentielle résidait dans la diversité bactérienne : les sols plus chauds abritaient un éventail plus varié de taxons microbiens actifs.
Prédire les activités microbiennes du sol dans un climat futur
« Comprendre la complexité de la réaction du microbiome du sol au changement climatique a constitué un défi considérable, ce qui en fait souvent une « boîte noire » dans la modélisation climatique », ajoute Christina Kaiser, professeure agrégée au Centre.
Cette nouvelle découverte transcende l’accent traditionnel mis sur la croissance agrégée des communautés, ouvrant la voie à des prévisions plus précises du comportement microbien et de ses effets conséquents sur le cycle du carbone dans le scénario climatique en évolution. Les informations tirées de cette étude mettent en lumière les diverses réponses microbiennes au réchauffement et sont essentielles pour prévoir l’impact du microbiome du sol sur la dynamique future du carbone.
Plus d’information:
Dennis Metze et al, Le réchauffement du sol augmente le nombre de taxons bactériens en croissance mais pas leur taux de croissance, Avancées scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.adk6295. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk6295