La vie à l’extrême // Life in extreme conditions

Contrairement à ce que beaucoup de gens pensent, la vie est présente dans les environnements les plus extrêmes. Des espèces dites extrêmophiles se sont développées autours des « fumeurs noirs », bouches hydrothermales au fond des océans, avec des colonies de palourdes, des crabes blancs, des crevettes et des vers géants pouvant atteindre 2 mètres de long. Des bactéries prospèrent elles aussi dans l’environnement à haute température des sources chaudes et des mares de boue à Yellowstone ou au Kamchatka. .

La vie est aussi présente à très haute altitude. Quand j’ai visité l’altiplano chilien et bolivien, j’ai été surpris par l’adaptabilité des animaux à un tel environnement. A côté des lamas et des alpagas que l’on trouve jusqu’à 4800 m – l’altitude du Mont Blanc dans l’hémisphère nord – on rencontre des guanacos, petits camélidés qui peuvent ne pas boire pendant de longues périodes. Il en va de même des vigognes qui vivent entre 3 700 et 5 000m d’altitude. Leur épaisse couche de laine leur permet de lutter contre l’irradiation intense du soleil dans la journée et la nuit glaciale dans les déserts des hautes plaines andines. A noter que la laine de la vigogne est de grande qualité et peut atteindre des prix très élevés. Les viscaches sont plus discrètes et plus difficiles à voir. Elles vivent à des altitudes comprises entre 4 000 et 5 000 m. Rencontrées souvent au milieu des rochers, elles signalent l’approche d’un prédateur par de longs sifflements, un peu comme les marmottes de nos montagnes.  A côté de ces animaux, on trouve également le renard de magellan jusqu’à 4500 mètres d’altitude, ou le tatou des Andes, espèce endémique de l’Altiplano andin en Bolivie, au Chili, en Argentine et au Pérou, et dont la population a malheureusement diminué de 30 % en dix ans.

Des biologistes chiliens et méricains viennent de réaliser que les plus hauts sommets du monde ne sont pas vierges de toute vie, comme on le pense généralement. Lors d’une expédition dans les montagnes du nord du Chili au début de 2020, ils ont pu observer et capturer une souris à oreilles feuilles croupion jaune (Phyllotis xanthopygus rupestris) à 6600 mètres d’altitude, au sommet volcan chilien Llullaillaco. La souris a battu le record du monde d’altitude pour un mammifère observé par les scientifiques. L’année dernière, la même espèce de souris avait été repérée à 6100 m.
Dans une étude publiée dans les Proceedings de l’Académie Nationale des Sciences, les chercheurs donnent des détails sur leur découverte et expliquent qu’elle pourrait permettre aux scientifiques de mieux comprendre comment les mammifères s’adaptent et survivent à des conditions difficiles à haute altitude. Ils expliquent qu’ils ont peut-être sous-estimé les limites d’altitude supportables par certaines espèces et les tolérances physiologiques des petits mammifères. Ces lacunes sont probablement dues au fait que les plus hauts sommets du monde restent relativement inexplorés par les biologistes.
La souris à oreilles feuilles et croupion jaune vit dans les montagnes des Andes, mais également au niveau de la mer, ce qui en fait un mammifère intéressant pour les scientifiques. Les biologistes avaient installé de petits pièges pour capturer les rongeurs à des fins d’étude, mais un chercheur a réussi à saisir une souris à la main alors qu’elle courait se réfugier sous un rocher.
Ce qui est surprenant, c’est que ces souris non seulement survivent mais se reproduisent facilement dans cet environnement hostile. Elles montrent à quels environnement extrêmes la vie est capable de s’adapter.
La souris n’était pas le seul rongeur à avoir battu un record d’altitude pendant l’expédition. Les chercheurs ont également découvert une souris à oreilles feuilles Lima (Phyllotis limatus) à 5 000 m. Elle bat le précédent record d’habitat en altitude pour cette espèce.
Source: C / Net.

Voici une petite vidéo montrant la capture de la souris :

 https://youtu.be/DGUDXs8Z31A

——————————————

Contrary to what many people think, life is present in the most extreme environments. So-called extremophile species develop around « black smokers », hydrothermal vents at the bottom of the oceans, with colonies of clams, white crabs, shrimps and giant worms that can reach 2 metres in length. Bacteria thrive as well in the high temperature environment of hot springs and mud pools.
Life is also present at very high altitude. When I visited the Chilean and Bolivian altiplano, I was surprised by the adaptability of the animals to such an environment. Next to the llamas and alpacas that can be found up to 4800 m – the altitude of Mont Blanc in the northern hemisphere – there are guanacos, small camelids that may not drink for long periods. The same goes for vicuñas which live between 3,700 and 5,000m above sea level. Their thick layer of wool allows them to fight against the intense irradiation of the sun during the day and the freezing night in the deserts of the high Andean plains. Note that the wool of the vicuña is of high quality; it can reach very high prices. Viscaches are more inconspicuous and more difficult to see. They live at altitudes between 4,000 and 5,000 m. Often observed among the rocks, they signal the approach of a predator by long whistles, a bit like the marmots of our mountains. Beside these animals, one can also find the magellan fox up to 4500 meters above sea level, or the Andes armadillo, endemic to the Andean Altiplano in Bolivia, Chile, Argentina and Peru, whose population has unfortunately decreased by 30% in ten years.

U.S. and Chilean biologists have just realised that the world’s highest summits are not as desolate as they once thought. During a mountaineering expedition in northern Chile in early 2020, they spotted and captured a yellow-rumped leaf-eared mouse (Phyllotis xanthopygus rupestris) atop the 6,600 m summit of the Chilean volcano Llullaillaco. The mouse broke the world record for the highest-dwelling mammal documented by scientists to date. Last year, the same species of mouse was spotted at 6,100m.

In a study published in the journal Proceedings of the National Academy of Sciences, the researchers document their discovery and explain that it could help scientists better understand how mammals adapt to and survive harsh conditions at high altitudes. The researchers say they may have underestimated the altitudinal range limits and physiological tolerances of small mammals simply because the world’s highest summits remain relatively unexplored by biologists.

The yellow-rumped leaf-eared mouse dwells high in the Andes mountains but also lives at sea level, which makes it an interesting mammal for scientists to study. Even though the scientists had set small traps to capture rodents for study, one of them actually caught the mouse by hand when he spotted it scurrying under a rock.

The surprising thing is that these mice not only survive but apparently thrive in this harsh environment. They show to what extremes life is capable of.

The mouse was not the only rodent breaking records during the expedition. The researchers also found a Lima leaf-eared mouse (Phyllotis limatus) at 5,000 m. That surpassed previous altitude-dwelling records for this species.

Source: C/Net.

Here is a short video showing a biologis catching the mouse:

https://youtu.be/DGUDXs8Z31A

Lamas et vigognes se sont parfaitement adaptés à la très haute altitude (Photos : C. Grandpey)

Les glaciers alpins de très haute altitude // Very high altitude alpine glaciers

L’évolution du climat à très haute altitude est peu connue, à cause du manque de données météorologiques dans ces régions hostiles et peu accessibles. Dans la chaîne alpine, il existe très peu de stations météorologiques situées au-dessus de 4 000 m d’altitude et présentant des relevés d’une durée supérieure à 10 ans. Les glaciers représentent donc des indicateurs uniques du climat à ces altitudes et sur le long terme. Les nombreux « glaciers suspendus » qui subsistent à cette très haute altitude ne doivent leur stabilité qu’au fait d’être collés par le froid à la paroi. Si la température descend à zéro degré, de l’eau va s’écouler, le glacier va déraper sur ces pentes très raides et des glaciers vont provoquer de grosses avalanches de glace, avec un danger évident pour la vallée.
Pour étudier ces glaciers de très haute altitude, des chercheurs de l’Institut des géosciences de l’environnement (IGE/OSUG, CNRS / IRD / UGA / Grenoble INP) et de l’Institute of Geography (Russie) ont examiné l’évolution, depuis 25 ans, de la calotte de glace recouvrant le Dôme du Goûter (4 300 m) dans le massif du Mont-Blanc. En particulier, ils ont analysé les variations d’épaisseur du glacier et effectué des mesures du régime thermique à l’aide de capteurs de température installés dans des forages jusqu’à 135 mètres en profondeur.
Ces observations de surface montrent que les pertes d’épaisseur de ces glaciers situés au-dessus de 4 000 m d’altitude sont très faibles malgré le fort réchauffement climatique des 30 dernières années. D’une manière plus globale, les accumulations de neige ont peu changé à ces altitudes dans le massif du Mont-Blanc.

En revanche, à côté de cette stabilité des conditions de surface, les chercheurs ont mis en évidence un réchauffement très marqué de la glace en profondeur au Dôme du Goûter où l’augmentation de température de la glace peut atteindre 1,5°C à 50 m de profondeur.
Ce paradoxe peut (peut-être) s’expliquer de la façon suivante : le surplus d’énergie en surface dû au réchauffement de l’atmosphère se traduit par une augmentation des températures de surface et donc par une augmentation de la percolation de l’eau de fonte qui, en regelant en profondeur, réchauffe progressivement le glacier ; cette onde de chaleur se propage rapidement en profondeur non seulement à cause de la percolation et du regel de l’eau, mais aussi à cause du mouvement vertical de la glace.

[NDLR: La situation des “glaciers suspendus” dans les Alpes ressemble beaucoup à celle des glaciers du Groenland. L’abondante eau de fonte générée en surface par le réchauffement climatique percole à travers l’épaisse couche de glace et atteint le substrat rocheux du glacier. Elle joue alors un rôle de lubrifiant qui accélère le déplacement du glacier vers l’océan, avec les conséquences que l’on sait sur la hausse du niveau des océans.]

Cette situation est donc très différente de celle des glaciers tempérés de plus basses altitudes pour lesquels le réchauffement de l’atmosphère se traduit par une perte considérable d’épaisseur.
Plusieurs de ces glaciers de très haute altitude, dits « suspendus », sont situés sur des pentes très raides et doivent leur stabilité à leur température interne négative. Si la base de ces glaciers devait atteindre la température de fusion de la glace, cela pourrait affecter leur stabilité et provoquer des avalanches de glace très massives. Un glacier comme celui du Taconnaz, qui s’accroche à une pente de plus de 40 degrés, menace des habitations sur la communes des Houches.  Il est toutefois impossible de savoir quand son décrochage pourrait se produire.
Cette percolation de l’eau de fonte à travers ces glaciers a une autre conséquence néfaste : elle entraîne un lessivage des particules contenues dans la glace, lesquelles sont de véritables archives glaciaires utilisées par les chercheurs pour remonter à la composition chimique passée de l’atmosphère.

Source : Université Grenoble Alpes (UGA).

———————————————–

Little is known about the evolution of the climate at very high altitudes due to the lack of meteorological data in these hostile and inaccessible regions. In the Alps, there are very few weather stations located above 4,000 m above sea level and with readings covering more than 10 years. Glaciers therefore represent unique indicators of the climate at these altitudes and over the long term. The numerous « hanging glaciers » at very high altitude only owe their stability to the fact of being stuck by the cold to the rock below. If the temperature drops to zero degrees, water will flow, the glacier will skid on these very steep slopes and glaciers will cause large avalanches of ice, with a real danger for the valley.
To study these very high altitude glaciers, researchers from the Institute of Environmental Geosciences (IGE / OSUG, CNRS / IRD / UGA / Grenoble INP) and the Institute of Geography (Russia) examined the evolution , over 25 years, of the ice cap covering the Goûter dome (4,300 m) in the Mont-Blanc massif. In particular, they analyzed changes in the thickness of the glacier and carried out measurements of the thermal regime using temperature sensors installed in boreholes as deep as 135 metres.
These surface observations show that the thickness losses of these glaciers above 4,000 m altitude are very low despite the strong global warming of the past 30 years. More generally, the snow accumulation has little changed at these altitudes in the Mont-Blanc massif.
On the other hand, alongside this stability of the surface conditions, the researchers highlighted a very marked warming of the deep ice at the Dôme du Goûter, where the increase in temperature of the ice can reach 1.5°C at a depth of 50 metres.
This paradox can (perhaps) be explained as follows: the excess energy at the surface due to the warming of the atmosphere results in an increase in surface temperatures and therefore in an increase in the percolation of the melt water which, by refreezing, gradually heats the glacier in depth: this heat wave propagates rapidly deep not only because of percolation and freezing of the water, but also because of the vertical movement of the ice.

[Editor’s note: The situation of “hanging glaciers” in the Alps is very similar to that of the Greenland glaciers. The abundant meltwater generated on the surface by global warming percolates through the thick layer of ice and reaches the rocky substrate of the glacier. It then plays a role of lubricant which accelerates the movement of the glacier towards the ocean, with consequences on the rising level of the oceans.]

This situation is therefore very different from that of temperate glaciers at lower altitudes for which the warming of the atmosphere results in a considerable loss of thickness.
Several of these very high altitude glaciers, known as « hanging glaciers », are located on very steep slopes and owe their stability to their negative internal temperature. If the base of these glaciers were to reach the melting temperature of the ice, this could affect their stability and cause very massive ice avalanches. A glacier like that of Taconnaz, which clings to a slope of more than 40 degrees, threatens dwellings in the municipality of Les Houches. It is, however, impossible to know when it might break loose.
This percolation of melt water through these glaciers has another harmful consequence: it causes leaching of the particles contained in the ice, which are glacial archives used by researchers to trace the past chemical composition of the atmosphere. .
Source: Université Grenoble Alpes (UGA).

Photos: C. Grandpey