Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

Le couvert de glace hivernal empêche les gaz à effet de serre (GES) de s’échapper d’un lac, les emprisonnant sous et dans la glace. La quantité de gaz qui sera libérée au moment de la fonte de la glace dépend de l’activité microbienne et des conditions environnementales sous la glace pendant l’hiver. Les méthanotrophes joueraient un rôle crucial en limitant les émissions de CH4 des sédiments anoxiques vers l’atmosphère, mais on en sait peu sur leur dynamique saisonnière ou leur réponse aux changements de durée du couvert de glace et de régime d’oxygène hivernal. Alors que les conditions hypoxiques sous la glace peuvent ralentir le métabolisme microbien aérobie, le piégeage du CH4 sous la glace empêchant sa diffusion dans l’atmosphère peut permettre aux méthanotrophes de le métaboliser pendant des périodes plus longues – la durée du couvert de glace peut donc favoriser l’oxydation du CH4. Nous présentons les variations saisonnières sur 9 mois des organismes microbiens, notamment la diversité et l’abondance des méthanotrophes avec le séquençage de l’ARNr 16S et l’expression du gène codant pour leur capacite d'oxydation du CH4 (pmoA) par RT-qPCR, ainsi que du CH4 et du CO2 dissous, ou nous avons explore leur accumulation sous la glace et leurs émissions printanières. Nous avons observé que les concentrations de CH4 et d’azote total étaient des facteurs déterminants de l'activité méthanotrophe, qui était plus prononcée dans des conditions pauvres en oxygène au plus profond du lac et au printemps. Des variations saisonnières entre les genres de méthanotrophes ont également été détectées, notamment pour Methylobacter qui a augmenté et Candidatus Methylacidiphilum qui a diminué pendant la période hivernale. Des signes de méthanotrophie ont également été détectés dans la glace du lac. Cette étude contribue aux études hivernales sur le cycle du CH4 dans les lacs boréaux et approfondit notre compréhension des conséquences des hivers plus courts et plus chauds sur le cycle du carbone des lacs en reliant le couvert de glace et les régimes d’oxygène a la méthanotrophie.