{"id":12356,"date":"2025-01-16T09:55:42","date_gmt":"2025-01-16T08:55:42","guid":{"rendered":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/?p=12356"},"modified":"2025-01-16T09:56:50","modified_gmt":"2025-01-16T08:56:50","slug":"biogeochemical-drivers-of-manganese-mediated-litter-decomposition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/wp.unil.ch\/geoblog\/2025\/01\/biogeochemical-drivers-of-manganese-mediated-litter-decomposition\/","title":{"rendered":"Biogeochemical Drivers of Manganese-Mediated Litter Decomposition\u00a0"},"content":{"rendered":"
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Th\u00e8se en sciences de la Terre, soutenue le 29 janvier 2025 par Nathan Chin, rattach\u00e9 \u00e0 l’Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST) de la FGSE.<\/em><\/p>\n\n\n\n

Les sols du monde entier contiennent une quantit\u00e9 importante de carbone et de nutriments, provenant des v\u00e9g\u00e9taux morts et de la liti\u00e8re v\u00e9g\u00e9tale.\u00a0La d\u00e9composition de ce mat\u00e9riel v\u00e9g\u00e9tal lib\u00e8re non seulement des nutriments, n\u00e9cessaires aux plantes et aux microbes vivant dans le sol, mais aussi du carbone sous forme de CO2<\/sub>, transf\u00e9rant ainsi le carbone du sol vers l’atmosph\u00e8re. Par cons\u00e9quent, les facteurs qui impactent la d\u00e9composition de la liti\u00e8re v\u00e9g\u00e9tale entra\u00eenent des r\u00e9percussions consid\u00e9rables sur le cycle des nutriments du sol et les \u00e9missions de CO2<\/sub>, qui \u00e0 leur tour affectent la sant\u00e9 de l’\u00e9cosyst\u00e8me et la r\u00e9action de celui-ci aux d\u00e9r\u00e8glements climatiques.<\/p>\n\n\n\n

Un facteur important qui affecte la d\u00e9composition est la d\u00e9gradation des compos\u00e9s organiques complexes dans la liti\u00e8re v\u00e9g\u00e9tale, qui n\u00e9cessite des r\u00e9actions de transfert d’\u00e9lectrons appel\u00e9es oxydation. Ces r\u00e9actions rompent les liaisons chimiques et facilitent ainsi la d\u00e9composition de la liti\u00e8re par des enzymes microbiennes. Dans les sols, cela peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 par un petit groupe sp\u00e9cifique d’enzymes microbiennes, et plus r\u00e9cemment, il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que la pr\u00e9sence de certains \u00e9l\u00e9ments hautement r\u00e9actifs facilitent ces r\u00e9actions d’oxydation. Plus pr\u00e9cis\u00e9ment, il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 que la pr\u00e9sence d’un de ces m\u00e9taux, le mangan\u00e8se (Mn), est en corr\u00e9lation avec la diminution des stocks de carbone du sol et l’augmentation des taux de d\u00e9composition. Cependant, le Mn est le plus r\u00e9actif lorsqu’il est dans l’\u00e9tat d’oxydation Mn(III), un \u00e9tat facilit\u00e9 par des transformations microbiennes. Le Mn est \u00e9galement sensible aux concentrations d’oxyg\u00e8ne dans les sols, influenc\u00e9es par l’humidit\u00e9 du sol et les pr\u00e9cipitations, ce qui affecte sa capacit\u00e9 \u00e0 \u00eatre transform\u00e9 en Mn(III), avec des preuves r\u00e9centes sugg\u00e9rant que le Mn(III) peut se former pr\u00e9f\u00e9rentiellement aux interfaces sol-eau. Malgr\u00e9 les relations d\u00e9montr\u00e9es entre le Mn(III) et la d\u00e9composition de la liti\u00e8re, de nombreuses \u00e9tudes sur la d\u00e9composition ne tiennent pas compte des fluctuations spatiales et temporelles des concentrations d\u2019oxyg\u00e8ne qui existent naturellement dans les sols. Ignorer l’importance des gradients de concentrations d\u2019oxyg\u00e8ne dans les \u00e9tudes de d\u00e9composition ne permet pas de comprendre comment les microbes, les gradients d’oxyg\u00e8ne et la disponibilit\u00e9 du Mn forment le Mn(III) et affectent la d\u00e9composition. <\/p>\n\n\n\n

L’objectif de cette th\u00e8se est de d\u00e9terminer les moteurs microbiens et g\u00e9ochimiques de la formation de Mn(III) \u00e0 travers les gradients d’oxyg\u00e8ne dans les sols, et finalement comment cela contr\u00f4le la d\u00e9composition de la liti\u00e8re. Pour ce faire, nous avons utilis\u00e9 une combinaison d’incubations de sol en laboratoire ayant diff\u00e9rents gradients d’oxyg\u00e8ne et des analyses de terrain \u00e0 travers un transect de sol sous for\u00eat ayant des variations naturelles de conditions d’oxyg\u00e8ne. Nous avons constat\u00e9 que l’ajout de Mn augmente la production d\u2019enzymes microbiennes qui transforment directement et indirectement le Mn(II) en Mn(III), en particulier dans les zones de transition de conditions d\u2019oxyg\u00e8ne. \u00c0 son tour, cette formation accrue en Mn(III), tr\u00e8s r\u00e9actif, a favoris\u00e9 la d\u00e9composition et cr\u00e9\u00e9 plus de CO2<\/sub>. L’exp\u00e9rience de terrain nous a permis de v\u00e9rifier que, m\u00eame sur des transects de sol \u00e0 grande \u00e9chelle, l’augmentation de la formation de Mn(III) entra\u00eene \u00e9galement une plus grande d\u00e9composition de la liti\u00e8re, due en partie \u00e0 une augmentation de la communaut\u00e9 fongique. Bien que cette recherche mette sp\u00e9cifiquement en \u00e9vidence le r\u00f4le du cycle du Mn dans les sols, elle d\u00e9montre \u00e9galement que, de futurs travaux ax\u00e9s sur la d\u00e9composition doivent tenir compte de l’h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 des conditions d’oxyg\u00e8ne et son impact sur les \u00e9l\u00e9ments sensibles \u00e0 l’oxyg\u00e8ne dans le contr\u00f4le de la d\u00e9composition de la liti\u00e8re v\u00e9g\u00e9tale.<\/p>\n\n\n\n

Cela est particuli\u00e8rement important compte tenu de l’impact du d\u00e9r\u00e8glement climatique, qui modifiera les r\u00e9gimes de pr\u00e9cipitations dans les \u00e9cosyst\u00e8mes, avec de possibles implications sur la d\u00e9composition de la liti\u00e8re des sols \u00e0 l’\u00e9chelle mondiale. <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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