Les écosystèmes des zones humides sont les sources naturelles de méthane (CH4) les plus importantes et les plus prolifiques. Le CH4 entre et sort constamment de ces régions (flux), et ce flux fluctue périodiquement. Les méthanogènes (producteurs de méthane) et les méthanotrophes (consommateurs de méthane) sont des micro-organismes qui influencent les flux de CH4 dans les zones humides. Cependant, la relation mutuelle ou symbiotique entre les méthanogènes et les méthanotrophes reste incertaine. Les biologistes et les scientifiques de l’atmosphère voient une opportunité cruciale d’explorer les schémas de cooccurrence des populations de méthanogènes et de méthanotrophes et leurs influences sur les flux naturels de CH4.
Le professeur Jiwen GE et les membres de son équipe représentant le Laboratoire d’hydrologie du bassin et d’éco-restauration des zones humides, le Laboratoire clé d’évolution et de restauration écologique des zones humides de Wuhan/Hubei et l’Institution d’écologie et des sciences de l’environnement de Wuhan, de l’Université des géosciences de Chine , Wuhan, ont étudié les variables qui influencent les variations saisonnières entre l’influence des communautés méthanogènes et méthanotrophes sur les émissions de CH4 des zones humides. Grâce à l’analyse du réseau biologique (phylogénétique), ils ont identifié une espèce clé qui joue un rôle central dans la médiation des flux de CH4. Leur étude complète est maintenant disponible en Progrès des sciences de l’atmosphère.
L’équipe a adapté un système de covariance turbulente (EC) utilisé pour étudier les échanges gazeux microclimatologiques afin d’analyser les données saisonnières de flux de méthane. Les systèmes EC sont capables d’effectuer des mesures de flux de CH4 à long terme (des années, voire des décennies) sans perturber le milieu environnant. Ensuite, ils ont identifié les espèces clés de micro-organismes médiateurs du CH4 à l’aide de l’analyse des réseaux écologiques moléculaires phylogénétiques (pMENs), que les biologistes utilisent généralement pour déterminer le développement évolutif d’un groupe d’organismes et leurs caractéristiques.
Les chercheurs ont combiné les pMEN méthanogènes et méthanotrophes pour analyser comment les fonctions des communautés méthanogènes et méthanotrophes se comportent différemment d’une saison à l’autre. Parallèlement aux pMEN, ils ont utilisé des méthodes d’analyse de corrélation pour démontrer les interrelations entre plusieurs facteurs environnementaux, notamment les microbes métaboliques du méthane et les flux de CH4.
L’étude a fourni des preuves substantielles qui expliquent les tendances saisonnières et les mécanismes de conduite microbienne des émissions de CH4 dans les zones humides. Ces données peuvent apporter un soutien scientifique à la gestion des zones humides et au développement durable et neutre en carbone à proximité de ces régions riches en biodiversité.
Afin de préparer les recherches futures, l’équipe calcule et analyse les flux de méthane sur de longues périodes (cinq ans ou plus). Cependant, des recherches plus approfondies impliquant le séquençage métagénomique (communautés multiples d’organismes) sont nécessaires pour analyser l’impact des microbes sur les flux de méthane.
Luwen Wang et al, La synergie entre les méthanogènes et les méthanotrophes et la nature de leurs contributions à la variation saisonnière des flux de méthane dans une zone humide : le cas de la tourbière subalpine de Dajiuhu, Progrès des sciences de l’atmosphère (2022). DOI : 10.1007/s00376-021-1255-z