The development of terrestrial ecosystems emerging after glacier retreat

Alexis Carteron (UMR Dynafor et Ecole d'ingénieurs de Purpan) a coordonné un important article avec des collègues internationaux sur le développement des écosystèmes terrestres émergeant après le retrait des glaciers publié fin juillet dans la revue Nature. Il traite entre autres de méthodes connues et utilisées à Dynafor (métabarcodage de l'ADN environnemental) et incite à prendre en compte les facteurs biotiques pour mieux comprendre le fonctionnement de ces écosystèmes.

Ficetola, G.F., Marta, S., Guerrieri, A. (…) Carteron, A (2024). The development of terrestrial ecosystems emerging after glacier retreat. Nature 632, 336–342. https://doi.org/10.1038/s41586-024-07778-2

Abstract : The global retreat of glaciers is dramatically altering mountain and high-latitude landscapes, with new ecosystems developing from apparently barren substrates. The study of these emerging ecosystems is critical to understanding how climate change interacts with microhabitat and biotic communities and determines the future of ice-free terrains. Here, using a comprehensive characterization of ecosystems (soil properties, microclimate, productivity and biodiversity by environmental DNA metabarcoding6) across 46 proglacial landscapes worldwide, we found that all the environmental properties change with time since glaciers retreated, and that temperature modulates the accumulation of soil nutrients. The richness of bacteria, fungi, plants and animals increases with time since deglaciation, but their temporal patterns differ. Microorganisms colonized most rapidly in the first decades after glacier retreat, whereas most macroorganisms took longer. Increased habitat suitability, growing complexity of biotic interactions and temporal colonization all contribute to the increase in biodiversity over time. These processes also modify community composition for all the groups of organisms. Plant communities show positive links with all other biodiversity components and have a key role in ecosystem development. These unifying patterns provide new insights into the early dynamics of deglaciated terrains and highlight the need for integrated surveillance of their multiple environmental properties.

Résumé : Le retrait global des glaciers modifie considérablement les paysages de montagne et des hautes latitudes, de nouveaux écosystèmes se développant à partir de substrats quasiment stériles. L'étude de ces écosystèmes émergents est essentielle pour comprendre comment le changement climatique interagit avec les microhabitats et les communautés biotiques, et détermine l'avenir des terrains libérés de la glace. En utilisant une caractérisation complète des écosystèmes (propriétés du sol, microclimat, productivité et biodiversité par métabarcodage de l'ADN environnemental) dans 46 paysages proglaciaires du monde entier, nous avons constaté que toutes les propriétés environnementales changent avec le temps depuis le retrait des glaciers, et que la température module l'accumulation de nutriments dans le sol. La richesse des bactéries, des champignons, des plantes et des animaux augmente avec le temps depuis la déglaciation, mais les patrons temporels diffèrent. Les micro-organismes colonisent le plus rapidement au cours des premières décennies qui suivent le retrait des glaciers, alors que la plupart des macro-organismes mettent plus de temps à le faire. La meilleure adéquation de l'habitat, la complexité croissante des interactions biotiques et la colonisation temporelle contribuent toutes à l'augmentation de la biodiversité au fil du temps. Ces processus modifient également la composition des communautés pour tous les groupes d'organismes. Les communautés végétales présentent des liens positifs avec toutes les autres composantes de la biodiversité, jouant un rôle clé dans le développement des écosystèmes. L'émergence de ces modèles unificateurs offre de nouvelles perspectives sur la dynamique initiale des terrains déglacés et soulignent la nécessité d'une surveillance intégrée de leurs multiples propriétés environnementales.