Researchers from Spain, Andorra and France have begun efforts to chart the biodiversity of microorganisms living under the surface of 300 different lakes across the Pyrenees. The initiative will shed light on how invisible communities maintain the health of these unique and fragile ecosystems, helping the region prepare and adapt for the long-term impacts of climate change.

The Pyrenees region is unique because of its geography, climate and biodiversity. It is also highly vulnerable to rising temperatures. Like other mountainous areas around the world, the Pyrenees are experiencing warming at a rate higher than the global average. As temperatures rise, snow and ice melt increases, exposing darker land and water surfaces which absorb more solar radiation, leading to local feedback loops of further warming and more melting.

Pyrenean lakes are particularly sensitive to these environmental changes because they receive a significant portion of their water from melting snow and glaciers, which are fast disappearing in the region. The lakes are crucial natural reservoirs which store and gradually release water for downstream ecosystems, agriculture, and human consumption.

A vast, invisible community of microorganisms which live under the surface of these lakes support many plant and animal species across the region. The tiny creatures are adapted to extreme cold and high UV exposure. They break down organic matter and make resources available for entire food webs. They also remove pollutants and keep the water safe to drink for downstream sources.

“Microorganisms are the most abundant and widespread forms of life on Earth, encompassing unparalleled diversity. Despite their crucial role, many microscopic life forms remain unknown, and aquatic ecosystems in remote high-altitude lakes have been particularly understudied. We want to describe this invisible world with new DNA technologies to understand how relatively fast environmental changes affect microbial communities on a global level. Our data will support a scientific framework for future conservation efforts and policy decisions," explains Hannah Benisty, researcher at the Centre for Genomic Regulation (CRG).

Dr. Benisty is the coordinator of PyriSentinel, a new three-year EU-funded project coordinated by the Centre for Genomic Regulation (CRG) in Barcelona which will address this knowledge gap. The coalition of researchers, which also includes experts from the Ecological and Forestry Applications Research Centre (CREAF), Andorra Recerca + Innovació (ARI) and the Centre National de la Recherche Scientifique (SETE-CNRS), will create a ‘family photo album’ of the invisible world of Pyrenean lakes. The project formally began today at a kick-off meeting in Ordino, Andorra.

The researchers will enlist the help of different national park authorities and citizen volunteers to help with their efforts. Together, the groups will travel to and collect water samples from more than 300 different remote Pyrenean lakes this summer, including hard-to-reach destinations at high altitudes. Priority will be given to lakes with long-term data records, as well as UNESCO world heritage sites like the Madriu-Perafita-Claror valley.

Scientists will use innovative portable devices that can sequence DNA gathered from samples both in the lab and directly in the field. The data will be made available on publicly-available data repositories as it’s gathered. The project organisers will also develop a training program for local and regional actors in the community, such as national park administrators, to enable them using the tools to monitor the microorganism diversity in the long-term.

“In this cross-border collaboration, ARI and the CRG synergistically work together to biomonitor and preserve the shared heritage of the Pyrenean biosphere. The innovative approach, combining genetic tools for bio-indicator identification, underscores the need for robust monitoring and protection in this rapidly changing region. The joint endeavour exemplifies the power of scientific cooperation in safeguarding our aquatic ecosystems,” explains Vanesa Arroyo, Manager of Andorra Research&Innovation.

PyriSentinel is funded through a 1.6 million euro grant from POCTEFA 2021-2027, an initiative by the European Regional Development Funds allocated by the European Union with the aim of strengthening sustainable development between the Pyrenees region across Spain, Andorra and France.
 

EN CASTELLANO

Arranca una expedición para cartografiar la biodiversidad invisible de los lagos pirenaicos
  

Un equipo científico de España, Andorra y Francia ha iniciado esfuerzos conjuntos para cartografiar la biodiversidad de los microorganismos que viven bajo la superficie de 300 lagos diferentes de los Pirineos. La iniciativa ayudará entender cómo las comunidades invisibles mantienen la salud de estos ecosistemas únicos y frágiles, ayudando a la región a preparar y adaptarse a los impactos a largo plazo del cambio climático.

Los Pirineos son únicos por su geografía, clima y biodiversidad. También es una región muy vulnerable al aumento de las temperaturas. Al igual que otras zonas montañosas, los Pirineos están experimentando un calentamiento superior a la media mundial. A medida que aumentan las temperaturas, la nieve y el hielo se derriten, exponiendo superficies terrestres y acuáticas más oscuras que absorben más radiación solar, lo que lleva a bucles de retroalimentación a nivel local que incrementan el calentamiento y el derretimiento de la nieve.

Los lagos pirenaicos son especialmente sensibles a estos cambios medioambientales porque reciben una parte importante de su agua del deshielo de la nieve y de los glaciares, que están desapareciendo rápidamente en la región. Los lagos son reservorios naturales cruciales que almacenan y liberan gradualmente agua para los ecosistemas río abajo, incluyendo la agricultura y el consumo humano.

Una vasta e invisible comunidad de microorganismos que viven bajo la superficie de estos lagos sustenta muchas especies de plantas y animales en toda la región. Las diminutas criaturas están adaptadas al frío extremo y a la alta exposición a los rayos UV. Descomponen la materia orgánica y hacen que los recursos estén disponibles para redes alimentarias enteras. También eliminan los contaminantes y mantienen segura el agua potable procedente de las fuentes río abajo.

"Los microorganismos son las formas de vida más abundantes y extendidas en la Tierra, abarcando una diversidad sin precedentes. A pesar de su papel crucial, desconocemos mucho sobre la vida microscópica, y los ecosistemas acuáticos en lagos remotos de gran altitud han sido particularmente poco estudiados. Queremos describir este mundo invisible con nuevas tecnologías de ADN para comprender cómo los cambios ambientales rápidos afectan a las comunidades microbianas a nivel global. Nuestros datos respaldarán un marco científico para futuros esfuerzos de conservación y decisiones políticas", explica la Dra. Hannah Benisty, investigadora del Centro de Regulación Genómica (CRG).

La Dra. Benisty es la coordinadora de PyriSentinel, un nuevo proyecto de tres años financiado por la Unión Europea y coordinado por el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona que abordará la falta de conocimiento sobre estos microorganismos. El equipo científico, en la que también participan expertos del Centro de Investigación en Aplicaciones Ecológicas y Forestales (CREAF), Andorra Recerca + Innovació (ARI) y el Centre National de la Recherche Scientifique (SETE-CNRS), creará un 'álbum de fotos familiar' del mundo invisible de los lagos pirenaicos. El proyecto ha comenzado formalmente hoy en un acto en Ordino, Andorra.

El equipo científico contará con el apoyo de diferentes autoridades de parques nacionales y ciudadanos voluntarios para ayudar con sus esfuerzos. Juntos, los grupos viajarán y recogerán muestras de agua de más de 300 lagos pirenaicos remotos diferentes este verano, incluidos destinos de difícil acceso a gran altitud. Se dará prioridad a los lagos con registros de datos a largo plazo, así como a los sitios declarados Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO como el valle del Madriu-Perafita-Claror.

Se utilizarán dispositivos portátiles innovadores que pueden secuenciar el ADN recogido de muestras tanto en el laboratorio como directamente sobre el terreno. Los datos se depositarán en repositorios de datos disponibles públicamente a medida que se recopilen. Los organizadores del proyecto también desarrollarán un programa de capacitación para los actores locales y regionales de la comunidad, como los administradores de parques nacionales, para que puedan utilizar las herramientas para monitorear la diversidad de microorganismos a largo plazo.

"En esta colaboración transfronteriza, trabajaremos juntos de forma sinérgica para biomonitorizar y preservar el patrimonio compartido de la biosfera pirenaica. El enfoque innovador, que combina herramientas genéticas para la identificación de bioindicadores, subraya la necesidad de un seguimiento y una protección sólida en esta región que cambia rápidamente. El esfuerzo conjunto ejemplifica el poder de la cooperación científica en la salvaguarda de nuestros ecosistemas acuáticos", explica Vanesa Arroyo, gerente de Andorra Recerca + Innovació.

PyriSentinel se financia a través de una subvención de 1,6 millones de euros de POCTEFA 2021-2027, una iniciativa de los Fondos Europeos de Desarrollo Regional asignados por la Unión Europea con el objetivo de fortalecer el desarrollo sostenible entre la región de los Pirineos en España, Andorra y Francia.
 

EN CATALÀ

Arrenca una expedició per cartografiar la biodiversitat invisible dels llacs pirinencs 

Un equip científic d'Espanya, Andorra i França ha iniciat esforços conjunts per cartografiar la biodiversitat dels microorganismes que viuen sota la superfície de 300 llacs diferents dels Pirineus. La iniciativa ajudarà a entendre com les comunitats invisibles mantenen la salut d'aquests ecosistemes únics i fràgils, ajudant la regió a preparar i adaptar-se als impactes a llarg termini del canvi climàtic.

Els Pirineus són únics per la seva geografia, clima i biodiversitat. També és una regió molt vulnerable a l'augment de les temperatures. Igual que altres zones muntanyoses, els Pirineus estan experimentant un escalfament superior a la mitjana mundial. A mesura que augmenten les temperatures, la neu i el gel es fonen, exposant superfícies terrestres i aquàtiques més fosques que absorbeixen més radiació solar, cosa que provoca bucles de retroalimentació a nivell local que incrementen l’escalfament i la fosa de neu.

Els llacs pirinencs són especialment sensibles a aquests canvis mediambientals perquè reben una part important de la seva aigua del desglaç de la neu i de les glaceres, que estan desapareixent ràpidament a la regió. Els llacs són reservoris naturals crucials que emmagatzemen i alliberen gradualment aigua per als ecosistemes riu avall, incloent-hi l'agricultura i el consum humà.

Una vasta i invisible comunitat de microorganismes que viuen sota la superfície d'aquests llacs sustenta moltes espècies de plantes i animals a tota la regió. Les diminutes criatures estan adaptades al fred extrem i a l'alta exposició als raigs UV. Descomponen la matèria orgànica i fan que els recursos estiguin disponibles per a xarxes alimentàries senceres. També eliminen els contaminants i mantenen segura l'aigua potable procedent de les fonts riu avall.

"Els microorganismes són les formes de vida més abundants i esteses a la Terra, abastant una diversitat sense precedents. Malgrat el seu paper crucial, desconeixem molt sobre la vida microscòpica, i els ecosistemes aquàtics en llacs remots de gran altitud han estat particularment poc estudiats. Volem descriure aquest món invisible amb noves tecnologies d'ADN per comprendre com els canvis ambientals ràpids afecten les comunitats microbianes a nivell global. Les nostres dades donaran suport a un marc científic per a futurs esforços de conservació i decisions polítiques", explica la Dra. Hannah Benisty, investigadora del Centre de Regulació Genòmica (CRG).

La Dra. Benisty és la coordinadora de PyriSentinel, un nou projecte de tres anys finançat per la Unió Europea i coordinat pel Centre de Regulació Genòmica (CRG) de Barcelona que abordarà la falta de coneixement sobre aquests microorganismes. L'equip científic, en què també participen experts del Centre de Recerca en Aplicacions Ecològiques i Forestals (CREAF), Andorra Recerca + Innovació (ARI) i el Centre National de la Recherche Scientifique (SETE-CNRS), crearà un 'àlbum de fotos familiar' del món invisible dels llacs pirinencs. El projecte ha començat formalment avui en un acte a Ordino, Andorra.

L'equip científic comptarà amb el suport de diferents autoritats de parcs nacionals i ciutadans voluntaris per ajudar amb els seus esforços. Junts, els grups viatjaran i recolliran mostres d'aigua de més de 300 llacs pirinencs remots diferents aquest estiu, inclosos destins de difícil accés a gran altitud. Es donarà prioritat als llacs amb registres de dades a llarg termini, així com als llocs declarats Patrimoni de la Humanitat per la UNESCO com la vall del Madriu-Perafita-Claror.

S'utilitzaran dispositius portàtils innovadors que poden seqüenciar l'ADN recollit de mostres tant al laboratori com directament sobre el terreny. Les dades es dipositaran en repositoris de dades disponibles públicament a mesura que es recopilen. Els organitzadors del projecte també desenvoluparan un programa de capacitació per als actors locals i regionals de la comunitat, com els administradors de parcs nacionals, per a què puguin utilitzar les eines per monitorar la diversitat de microorganismes a llarg termini.

"En aquesta col·laboració transfronterera, treballarem junts de forma sinèrgica per biomonitoritzar i preservar el patrimoni compartit de la biosfera pirinenca. L'enfocament innovador, que combina eines genètiques per a la identificació de bioindicadors, subratlla la necessitat d'un seguiment i una protecció sòlida en aquesta regió que canvia ràpidament. L'esforç conjunt exemplifica el poder de la cooperació científica en la salvaguarda dels nostres ecosistemes aquàtics", explica Vanesa Arroyo, gerent d'Andorra Recerca + Innovació.

PyriSentinel es finança a través d’un ajut d'1,6 milions d'euros de POCTEFA 2021-2027, una iniciativa dels Fons Europeus de Desenvolupament Regional assignats per la Unió Europea amb l'objectiu d'enfortir el desenvolupament sostenible entre la regió dels Pirineus a Espanya, Andorra i França.