Des populations d’invertébrés des grandes profondeurs dynamiques remettent en question le concept de conditions de référence riches en oxygène pour les lacs européens

Pourquoi les parties profondes des lacs comptent

Quand nous sommes au bord d’un lac, l’eau peut paraître calme et immuable. Pourtant, bien sous la surface, la quantité d’oxygène dans les eaux profondes peut faire la différence entre un monde caché prospère et une zone quasi-morte. Cette étude sur le Bichelsee, un petit lac en Suisse, montre que la vie des grandes profondeurs et les niveaux d’oxygène ont fortement varié au cours des 13 500 dernières années — et que ces changements ne suivent pas une histoire simple de « pureté naturelle » uniquement dégradée par la pollution moderne. Au contraire, la recherche révèle plusieurs états naturels différents et une longue histoire changeante de l’influence humaine qui remet en cause la façon dont on définit un lac « pristine ».

Une longue mémoire écrite dans la vase

Les scientifiques ont foré une carotte de vase longue de près de 11 mètres depuis la zone la plus profonde du Bichelsee. Couche après couche, les sédiments se sont accumulés là depuis la fin de la dernière glaciation, enregistrant discrètement ce qui vivait dans le lac et ce qui se passait autour. À l’aide de dizaines de datations au radiocarbone et d’autres isotopes, l’équipe a construit une chronologie précise couvrant 13 500 ans. Dans chaque tranche de cette carotte, ils ont compté de minuscules restes bien conservés d’invertébrés aquatiques — en particulier les capsules céphaliques des chironomes (moucherons non piqueurs) et d’autres petits animaux. Différentes espèces de ces larves benthiques prospèrent selon des conditions d’oxygénation distinctes, de sorte que les changements dans leurs restes permettent aux chercheurs de reconstruire la disponibilité d’oxygène dans les eaux profondes au fil du temps.

Des profondeurs claires et fraîches à des fonds stagnants

Pendant des milliers d’années après la dernière glaciation, les eaux profondes du Bichelsee semblent avoir été constamment riches en oxygène. Les sédiments de cette période du début et du milieu de l’Holocène sont remplis de restes d’espèces de chironomes de grande profondeur connues pour préférer des profondeurs fraîches et bien oxygénées. Puis, vers 7 100 ans avant aujourd’hui, le lac a basculé brutalement. Le nombre de chironomes de grande profondeur s’est effondré, tandis que les espèces tolérantes, voire favorisées par des conditions pauvres en oxygène, sont devenues plus communes. Cette transition coïncide avec un changement majeur dans la forêt environnante : des hêtres et des aulnes tolérants à l’ombre se sont étendus, formant des bois denses — notamment le long du rivage. Ces forêts rapprochées et hautes ont probablement abrité le lac du vent, réduisant le brassage, tandis que leurs feuilles tombées et autres débris organiques ont augmenté la demande en oxygène au fond, poussant les eaux profondes vers une hypoxie durable, c’est-à-dire des conditions de faible oxygène.

Des premiers agriculteurs comme aides inattendues

Après ce basculement, le Bichelsee a passé des millénaires dans un état globalement hypoxique, mais l’oxygénation des grandes profondeurs n’est pas restée constante. À partir d’environ 4 800 ans avant aujourd’hui, les chercheurs ont détecté des augmentations répétées de l’abondance des chironomes de grande profondeur qui coïncidaient avec des preuves polliniques d’agriculture précoce et de défrichements pendant le Néolithique et l’âge du Bronze. L’ouverture du couvert forestier autour du lac semble avoir laissé passer davantage de vent pour mieux mélanger les eaux et réduit légèrement l’apport de litière foliaire, améliorant les conditions pour les animaux des grandes profondeurs pendant des décennies à des siècles. Autrement dit, un usage modéré précoce des terres a parfois rendu les parties profondes du lac plus, et non moins, oxygénées — un résultat qui va à l’encontre de l’image moderne d’une perturbation humaine conduisant systématiquement à la dégradation de la santé des lacs.

Quand la pression humaine renverse la tendance

À partir de l’âge du Fer et des temps romains, le tableau a changé. Le paysage alentour est devenu plus intensément cultivé, avec des défrichements plus vastes, des champs cultivés et l’utilisation du rivage pour des activités telles que le rouissage du chanvre. Les données polliniques montrent davantage de plantes cultivées et de végétation aquatique, tandis que les sédiments enregistrent une hausse de la matière organique et des signes d’enrichissement en nutriments. Pendant ces périodes d’usage intensif des terres, les populations de chironomes de grande profondeur ont chuté et les conditions d’oxygène se sont détériorées, probablement parce que davantage de nutriments et de matière organique s’écoulaient dans le lac. Fait marquant, la carotte montre aussi des reprises partielles de l’oxygénation des eaux profondes et des populations d’invertébrés lors de périodes de crise sociale et économique, comme après la chute de l’Empire romain d’Occident et durant les années de peste médiévale, quand l’agriculture a reculé. Au XXe siècle, la pollution issue de l’eutrophisation moderne a de nouveau poussé le lac vers des conditions de très faible oxygène.

Repenser ce que « naturel » signifie vraiment

Dans l’ensemble, l’étude montre que le Bichelsee n’a pas eu un état « naturel » unique et simple. Bien avant l’ère industrielle, le lac a alterné entre eaux profondes riches en oxygène et pauvres en oxygène selon différentes configurations forestières et degrés d’activité humaine. Une agriculture précoce modeste pouvait temporairement améliorer l’oxygénation des grandes profondeurs, tandis qu’un usage des terres plus tardif et plus intensif a poussé le système vers une hypoxie plus marquée. Ces résultats suggèrent que de nombreux petits lacs européens ont pu connaître, sur des millénaires, plusieurs conditions de référence contrastées, façonnées par la végétation, le climat et les sociétés humaines. Par conséquent, choisir un instant passé — comme les décennies précédant 1850 — comme référence universelle pour la restauration peut être arbitraire. À la place, protéger et gérer les lacs exigera de reconnaître leurs histoires complexes et les multiples façons dont les sociétés humaines ont déjà façonné ces mondes sous‑marins cachés.

Citation: Lapellegerie, P., Breu, S., Wick, L. et al. Dynamic deepwater invertebrate populations challenge the concept of oxygen-rich reference conditions for European lakes. Commun Earth Environ 7, 301 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03284-7

Mots-clés: oxygène des lacs, paléolimnologie, lacs de l’Holocène, usage des terres par l’homme, invertébrés aquatiques