Association du lac Tomcod

Tableau montrant les résultats des 5 dernières années sur l'évolution des cyanobactéries et phosphore au petit lac Saint-François (Tomcod). Ces documents sont fournis gracieusement par : BlueLeaf.

Résultat 5 ans cyanobactéries

Résultats 5 ans phosphore

Cet article a été fourni à Live expert voices en partenariat avec la National Science Foundation 2014.

              Les cyanobactéries, aussi appelées algues bleu-vert en raison de leur couleur, existent depuis plus de 2,5 milliards d'années, fournissant suffisamment de temps pour s’adapter aux changements dans la biosphère de la Terre. Ils vivent dans l'eau où un régime d’azote et de phosphore, combinée avec le réchauffement climatique, peut les inciter à produire des algues toxiques gluantes qui rendent l'eau impropre à la consommation, l'agriculture et les loisirs.

       (Les activités humaines ont considérablement augmenté les apports d'azote et de phosphore dans de nombreuses rivières et des lacs, ce qui provoque la prolifération d'algues qui menacent utilisations économiques et récréatives de ces eaux), dit Hans Paerl, professeur de la science de l'environnement à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill Institute.

"Ces nutriments surrabondants en eau douce ont conduit à une prolifération mondiale de cyanobactéries, qui perturbent les réseaux alimentaires, réduisent l'oxygène, et produisent des métabolismes toxiques pour les poissons, zooplancton, le bétail, les animaux domestiques et les humains.

           '' Les humains qui boivent l'eau ou mangent ces poissons ou ces crustacés peuvent subir des dommages au foie, aux intestins et au système nerveux. En outre, alors encore inconnu, il existe une possibilité que l’utilisation de cette eau pour l'irrigation des cultures comestibles pourrait potentiellement permettre à des toxines d'être transféré dans les aliments comestibles, car ils ne se décomposent pas facilement», dit Paerl.

             Les principales sources d'azote et de phosphore qui entrent dans l'eau et nourrissent les cyanobactéries comprennent, le ruissellement des engrais chimiques, des usines, des surfaces imperméables urbains et les installations de traitement des eaux usées, et de la pollution de l'air à partir de combustibles fossiles et la combustion automobile pour créer "une soupe parfaite '' des proliférations nocives, dit-il, ajoutant : (Nous avons maintenant le devoir de rembourser Mère Nature pour tous ces progrès culturels.)

             Paerl est actuellement à la tête d'une équipe internationale de chercheurs qui travaillent afin de mieux comprendre et d'aider à rétablir l'équilibre dans le lac Taihu, le troisième plus grand lac en Chine, un lac, alors vierge où de graves algues toxiques croissent désormais régulièrement en écosystème, et qui sert comme une source majeure de eau potable pour plus de 10 millions de personnes. (Donc, les enjeux sont énormes), dit Paerl.

   Recherche avec un impact mondial

          Au-delà de la Chine, cependant, les résultats dans les recherches vont certainement avoir un impact sur la gestion des cours d'eau mondiaux, y compris aux États-Unis, où la prolifération de cyanobactéries nocives contaminant les plans d’eau provoque une perte annuelle estimée à plus de 2 milliards de dollars, selon Paerl et ses collègues de recherche. Ils menacent certains des plus grands écosystèmes lacustres de la planète, y compris les Grands Lacs, et des lacs Pontchartrain Okeechobee et en Amérique du Nord, ainsi que les grands lacs d'Afrique, d'Asie et d'Amérique du Sud.

       (Lac Taihu sert de miroir pour les grands écosystèmes lacustres menacés par la prolifération des fleurs d'eau de cyanobactéries), '' dit-il." Bien que les événements en Chine peuvent sembler à mi-chemin autour du monde par rapport aux préoccupations locales, ils sont en fait un potentiel préfigurant pour les voies navigables en Amérique du Nord ".

       Le travail au lac Taihu comprend deux projets de collaboration financés par des subventions de la National Science Foundation totalisant environ 2 millions de dollars. Un des principaux objectifs de la recherche est de déterminer un seuil de nutriments, c’est à dire le niveau de nutriments dans un plan d'eau qui empêche les algues toxiques de se développer. L'objectif est de savoir de combien réduire les éléments nutritifs, l'azote en particulier. (Il s’avère que nous avons fait un bon travail dans la réduction du phosphore, mais n’avons pas été assez attentif à l'azote), '' dit Paerl." Nous sommes maintenant littéralement submergés par l'azote entrant dans nos cours d'eau.

Le changement climatique fera empirer les choses

                          Le changement climatique complique les calculs, puisque les microorganismes semblent prospérer dans des températures chaudes. "Les cyanobactéries aiment le temps chaud," dit Paerl. "Beaucoup des proliférations de cyanobactéries se produisent généralement en été. Un temps plus chaud augmentera la probabilité que ces fleurs deviennent dominante."

            Ainsi, les seuils de nutriments devront probablement devenir plus faible à mesure que le temps se réchauffe. (Si vous obtenez une réduction d'un certain seuil, les chances pour ces fleurs de se développer diminuent,) dit-il. "Mais si vous augmentez la température en même temps, alors le seuil va changer aussi. On peut donc avoir à réduire le seuil encore plus. Nous concevons une stratégie de réduction des éléments nutritifs pour la température actuelle, mais nous pouvons avoir besoin de revoir la stratégie de réduction des nutriments pour l’avenir.

       Les expériences des scientifiques impliquent la collecte de l'eau du lac à partir de différents endroits et de l'ajout de nutriments de différentes concentrations à des récipients transparents, qui varient en taille de quelques litres (microcosmes) à plus de 1 000 litres (mésocosmes), tout en laissant les autres intacts pour servir de témoins pour des fins de comparaison. «Nous comparons la croissance dans les apports d'éléments nutritifs», explique Paerl, ajoutant que la mise en place de l'expérience se produit pendant plusieurs heures le même jour.

       «Avec le temps, nous surveillons la croissance des algues et comparons les effets stimulants de l'azote et du phosphore, en tenant compte de tous les autres facteurs environnementaux qui peuvent contrôler la croissance comme la lumière et la température, '' poursuit-il. « Nous menons ces expériences sur des périodes allant de un quelques jours à plusieurs semaines. De cela, nous pouvons estimer le potentiel de ces nutriments de croissance sur une plage de concentrations reflétant différents niveaux d'enrichissement du bassin versant ».

       L'équipe a également mené des expériences »où, au lieu d'ajouter des éléments nutritifs, nous les retirons par addition d'eau créant ainsi un manque de nutriments, '' dit-il." L'idée est de prédire ce qui se passera lorsque nous réduisons les apports de nutriments dans le lac ».

       Enfin, les chercheurs tentent également de caractériser les organismes déjà dans l'eau parce que «nous voulons savoir qui sont les joueurs, '' dit-il." La raison pour laquelle nous sommes intéressés à cela est parce que nous avons besoin de savoir comment la diversité microbienne est en changement dans le lac.

       Nous voulons encourager la croissance des bons par opposition aux mauvais joueurs. Ce n’est pas juste que ces fleurs d’eau sont laides et découragent les touristes, mais ils produisent des toxines et plus de 10 millions de personnes utilisent le lac pour l'eau potable ". Les expériences sur les fleurs toxiques au lac Taihu Source : Chercheurs effectuent des expériences sur une prolifération de cyanobactéries dans le lac Taihu, Chine Crédit: Hans W. Paerl, University of North Caorlina à Chapel Hill

Algues ou bactéries

Malgré la fausse appellation «algues bleu-vert, «Les cyanobactéries ne sont pas les algues, mais des bactéries. Ils sont procaryotes, ce qui signifie qu'ils n’ont pas un noyau, contrairement aux algues traditionnelles. Les cyanobactéries effectuent la photosynthèse comme les algues traditionnelle, mais ils préfèrent des conditions chaudes, contrairement aux véritables groupes d'algues, qui atteignent des taux de croissance de pointe à des températures inférieures. "Les cyanobactéries sont uniques du fait qu'ils sont le seul groupe capable de photosynthèse bactérienne dégageant de l'oxygène." dit Paerl. "Cela a eu des ramifications importantes pour l'évolution de la vie sur Terre, notamment de l'oxygénation de l'atmosphère, il y a deux milliards d'années. Cette transformation a fourni des occasions pour les plantes et les animaux supérieurs, y compris l'homme, d'habiter notre planète. Ainsi, l'influence des cyanobactéries sur Terre est recto-verso à partir d'un point de vue humain - à la fois bon et mauvais ".

       Les chercheurs présentés dans ces articles sont sous la diredtion de la National Science Foundation, l'organisme fédéral chargé de financer la recherche et l'éducation de base dans tous les domaines de la science et de l'ingénierie.