Foraminifères vivants en culture. Crédit :Laboratoire marin UC Davis Bodega
Des expériences avec de minuscules, les organismes à coquille dans l'océan suggèrent que de grands changements dans le cycle mondial du carbone sont en cours, selon une étude de l'Université de Californie, Davis.
Pour l'étude, publié dans la revue Rapports scientifiques , des scientifiques ont élevé des foraminifères - des organismes unicellulaires de la taille d'un grain de sable - au laboratoire marin de l'UC Davis Bodega dans le futur, conditions de CO2 élevées.
Ces petits organismes, communément appelés « forams », " sont omniprésents dans les environnements marins et jouent un rôle clé dans les réseaux trophiques et le cycle du carbone océanique.
Stressé dans des conditions futures
Après les avoir exposés à une gamme de niveaux d'acidité, Les scientifiques de l'UC Davis ont découvert que sous un niveau élevé de CO2, ou plus acide, conditions, les foraminifères avaient du mal à construire leurs coquilles et à fabriquer des épines, une caractéristique importante de leurs coquilles.
Ils ont également montré des signes de stress physiologique, réduisant leur métabolisme et ralentissant leur respiration à des niveaux indétectables.
Il s'agit de la première étude du genre à montrer l'impact combiné de la construction du gros œuvre, réparation de la colonne vertébrale, et le stress physiologique chez les foraminifères dans des conditions de CO2 élevé. L'étude suggère que les foraminifères stressés et altérés pourraient indiquer une perturbation à plus grande échelle du cycle du carbone dans l'océan.
Déséquilibré
En tant que calcifiant marin, les foraminifères utilisent du carbonate de calcium pour construire leurs coquilles, un processus qui fait partie intégrante de l'équilibre du cycle du carbone.
Normalement, les foraminifères sains calcifient leurs coquilles et coulent au fond de l'océan après leur mort, emportant la calcite avec eux. Cela déplace l'alcalinité, qui aide à neutraliser l'acidité, au fond marin.
Quand les foraminifères se calcifient moins, leur capacité à neutraliser l'acidité diminue également, rendant l'océan profond plus acide.
Mais ce qui se passe dans l'océan profond ne reste pas dans l'océan profond.
Impacts depuis des milliers d'années
"Ce n'est pas hors de vue, hors de l'esprit, " a déclaré l'auteur principal Catherine Davis, un doctorat étudiant à UC Davis pendant l'étude et actuellement associé postdoctoral à l'Université de Caroline du Sud. "Cette eau acidifiée des profondeurs montera à nouveau. Si nous faisons quelque chose qui acidifie l'océan profond, qui affecte les concentrations de dioxyde de carbone dans l'atmosphère et les océans sur des échelles de temps de milliers d'années. »
Catherine Davis et ses collègues collectent des foraminifères à rapporter pour étude au laboratoire marin de l'UC Davis Bodega. Crédit :UC Davis
Davis a déclaré que les archives géologiques montrent que de tels déséquilibres se sont déjà produits dans les océans du monde, mais seulement en période de changement majeur.
"Cela indique l'un des effets à plus longue échéance du changement climatique anthropique que nous ne comprenons pas encore, ", a déclaré Davis.
L'upwelling fait apparaître le "futur"
L'une des manières dont l'eau acidifiée retourne à la surface est par remontée d'eau, lorsque des vents forts poussent périodiquement de l'eau riche en nutriments des profondeurs de l'océan jusqu'à la surface. L'upwelling soutient certaines des pêcheries et des écosystèmes les plus productifs de la planète. Mais en plus anthropique, ou d'origine humaine, Le CO2 dans le système devrait avoir un impact sur les pêcheries et les écosystèmes côtiers.
Le laboratoire marin Bodega de l'UC Davis en Californie du Nord se trouve à proximité de l'une des zones de remontée d'eau côtière les plus intenses au monde. A l'heure, il connaît des conditions que la plupart des océans ne devraient pas connaître avant des décennies ou des centaines d'années.
"L'upwelling saisonnier signifie que nous avons la possibilité d'étudier des organismes à haute teneur en CO2, les eaux acides d'aujourd'hui - une fenêtre sur ce à quoi l'océan pourrait ressembler plus souvent à l'avenir, " a déclaré la co-auteur Tessa Hill, professeur agrégé en sciences de la terre et des planètes à l'UC Davis. « Nous aurions pu nous attendre à ce qu'une espèce de foraminifères bien adaptée au nord de la Californie ne réponde pas négativement à des conditions de CO2 élevées, mais cette attente était fausse. Cette étude donne un aperçu de la façon dont un important calcificateur marin peut réagir aux conditions futures, et envoyer des effets d'entraînement à travers les réseaux trophiques et le cycle du carbone."
