Des environnements extérieurs contrôlés connus sous le nom de « mésocosmes » ont été utilisés pour étudier les impacts du changement climatique sur la nutrition et la toxicité sur le réseau trophique aquatique. Crédit : Pianpian Wu
La recherche examine les effets du réchauffement et du brunissement sur les systèmes d’eau douce.
Selon une étude publiée dans Rapports scientifiques.
« Le changement climatique entraîne une détérioration de la qualité des aliments au niveau le plus bas du réseau trophique », explique Pianpian Wu, chercheur postdoctoral à Dartmouth et auteur principal de l’étude. « Cela crée des problèmes pour toute la chaîne alimentaire, du phytoplancton aux humains. »
L’étude a examiné deux effets du changement climatique sur l’eau que les chercheurs prévoient d’augmenter dans les années à venir : le réchauffement et le « brunissement », la décoloration causée par des charges élevées de matière organique dissoute.
De gauche à droite, Ella Dailey, Hartford High School ; Ethan Rutledge, Université du Massachusetts ; Pianpian Wu ; Nathan Giffard ’21 ; et Deedee E. Hernandez ’23. Crédit : Pianpian Wu
Selon l’étude, une combinaison d’eau plus chaude et plus brune entraîne un plus grand transfert de méthylmercure toxique de l’eau au phytoplancton. La recherche a également documenté des concentrations plus faibles d’acides gras polyinsaturés essentiels dans les organismes.
“La réduction des acides polyinsaturés est préoccupante”, déclare Wu, qui a commencé la recherche en tant que doctorant à l’Université suédoise des sciences agricoles.
Les acides gras tels que les oméga-3 et les oméga-6 fournissent de l’énergie et régulent le système immunitaire de la vie animale et végétale. Le méthylmercure est une forme de mercure facilement absorbée qui agit comme une puissante neurotoxine.
« Comprendre comment le mercure et les acides gras dans les réseaux trophiques aquatiques réagissent au changement climatique nous renseignera sur les risques intégrés au sommet du réseau trophique. »
– Celia Chen, professeur-chercheur en sciences biologiques
Selon l’étude, les poissons et les humains peuvent être exposés à des niveaux accrus de méthylmercure, car les organismes situés plus bas dans la chaîne alimentaire consomment plus de phytoplancton pour obtenir des acides gras dans leur alimentation.
“Les humains mangent du poisson”, explique Celia Chen, professeure de recherche en sciences biologiques et co-auteur de l’étude. « Comprendre comment le mercure et les acides gras dans les réseaux trophiques aquatiques réagissent au changement climatique nous renseignera sur les risques intégrés au sommet du réseau trophique. »
Alors que des recherches antérieures sur le brunissement et le réchauffement ont été menées dans des environnements naturels, il s’agit de la première étude à s’appuyer entièrement sur des environnements extérieurs contrôlés appelés mésocosmes.
Celia Chen, à gauche, professeure de recherche en sciences biologiques, et Pianpian Wu, chercheur postdoctoral. Crédit : Eli Burakian ’00
Les chercheurs ont utilisé 24 cylindres isolés pour tester les effets de divers niveaux de réchauffement et de brunissement dans quatre scénarios différents dans des conditions subalpines.
« C’est vraiment cool de travailler avec les mésocosmes », déclare Wu. « Nous pouvons tester une variété d’effets climatiques sans avoir à parcourir de longues distances sur le terrain. »
L’étude a été menée au centre de recherche WasserCluster Lunz à l’extérieur de Vienne, en Autriche. Kevin Bishop, professeur à l’Université suédoise des sciences agricoles, était le chercheur principal.
Plus près de nous, Wu et Chen poursuivent leurs recherches sur les réseaux trophiques aquatiques avec une équipe comprenant également des étudiants de premier cycle. Des recherches antérieures ont étudié comment la matière organique d’eau douce peut influencer l’absorption de mercure par les larves de simulies.
Référence : « La température élevée et le brunissement augmentent le méthylmercure alimentaire, mais diminuent les acides gras essentiels à la base des réseaux trophiques des lacs » par Pianpian Wu, Martin J. Kainz, Fernando Valdés, Siwen Zheng, Katharina Winter, Rui Wang, Brian Branfireun, Celia Y Chen et Kevin Bishop, 19 août 2021, Rapports scientifiques.
DOI : 10.1038 / s41598-021-95742-9
