Dans les lacs africains, des microbes squatteurs d'algues atténuent un puissant gaz à effet de serre

Les lacs rejettent autant de méthane (CH₄) que l'agriculture. Une équipe de l'Université de Liège vient de montrer que, dans 79 lacs africains, des bactéries installées à la surface des microalgues jouent un rôle de filtre naturel. Plus les eaux verdissent, plus ces bactéries (appelées méthanotrophes) détruisent ce puissant gaz à effet de serre.

Le méthane (CH₄) est le deuxième gaz à effet de serre (GES) le plus puissant après le dioxyde de carbone (CO₂). "L'émission de méthane par un lac résulte du bilan, explique Alberto Borges, océanographe et directeur du Laboratoire de chimie océanographique à l'Université de Liège, d'un côté sa production par méthanogenèse dans les sédiments, de l'autre sa perte par oxydation microbienne. Le méthane est en effet le substrat de prédilection de certaines bactéries, dites méthanotrophes, spécialisées dans son utilisation comme source d'énergie et de biomasse."

Pour comprendre ce qui régule cette oxydation, l'équipe scientifique a mené la plus vaste étude du genre avec la réalisation de 503 mesures dans 79 lacs africains, depuis des lacs très peu productifs en biomasse algale, aux eaux transparentes, jusqu'à des lacs extrêmement productifs aux eaux vertes en raison de la présence de phytoplancton, une microalgue.

Le principal résultat est que l'oxydation du méthane augmente fortement avec la quantité de microalgues présentes. La surface de ces algues est colonisée par des bactéries dont des méthanotrophes qui y vivent en bonne entente, dans une association mutuellement profitable. "Les méthanotrophes fournissent aux algues du dioxyde de carbone pour leur photosynthèse, tandis que les algues produisent l'oxygène dont les bactéries ont besoin pour oxyder le méthane, reprend le chercheur. " Donc plus les microalgues sont abondantes, plus les bactéries méthanotrophes le sont aussi, et donc plus l'oxydation du méthane est intense. Dans les lacs les plus riches, elle atteint des valeurs des dizaines de millier de fois supérieures à celles des lacs les plus pauvres.

Ce mécanisme est loin d'être anodin. Cette étude montre que l'oxydation est le principal "destin" du méthane dissous dans les eaux de surface. Elle en élimine plus de 70 %, soit bien davantage que ce qui s'échappe finalement vers l'atmosphère. Les lacs bordés par les forêts inondées du bassin du Congo se distinguent aussi par une oxydation élevée, alimentée par l'apport de bactéries provenant des sols forestiers ennoyés.

"Ce résultat permet de mieux comprendre mais aussi de réévaluer les émissions de méthane par les lacs. Nous avions précédemment montré (https://doi.org/10.1126/sciadv.abi8716) que si la biomasse de phytoplancton augmentait, la production de méthane dans les sédiments augmentait elle aussi, les détritus d'algues servant de matière première aux micro-organismes producteurs de méthane.

Cette nouvelle étude démontre donc qu'en cas de pollution des eaux (eutrophisation) accroissant la quantité de phytoplancton, deux effets se conjuguent en sens inverse : la production de méthane dans les sédiments augmente, mais les bactéries méthanotrophes accrochées aux algues se multiplient, elles aussi, et assimilent ce méthane. Or, dans les lacs étudiés, la hausse de l'oxydation peut l'emporter sur celle de la production. En l'absence de ces bactéries fixées aux microalgues, l'émission de méthane vers l'atmosphère serait bien plus importante. "Ces bactéries méthanotrophes apparaissent ainsi comme des filtres naturels et bienvenus, capables d'atténuer en partie l'effet de la pollution des lacs sur le réchauffement climatique. C’est une pièce importante du puzzle qui manquait et permettra de mieux prévoir l’évolution future des émissions de méthane par les lacs » conclu Alberto Borges."