De nouvelles recherches montrent que les stratégies de stockage du fer du phytoplancton peuvent déterminer quelles espèces prospèrent dans les océans en évolution et ont un impact sur les réseaux trophiques marins, selon un article récent du Actes de l'Académie nationale des sciences . La recherche a examiné deux méthodes principales de stockage du fer et a révélé que l'une rend les espèces plus résistantes aux pénuries de l'élément rare et essentiel.

"La capacité du phytoplancton à stocker le fer entraîne d'importants cycles chimiques et façonne l'écologie de l'océan tout entier, " a déclaré l'auteur Ben Twining, chercheur principal et vice-président de Henry L. et Grace Doherty pour l'éducation au Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. « Si nous voulons comprendre comment les océans réagiront au changement climatique, nous devons comprendre le cycle du fer."

L'étude a porté sur les diatomées, algues unicellulaires qui vivent à l'intérieur des coquilles de verre et sont l'un des groupes de phytoplancton les plus abondants. Un secret de leur succès, Twining croit, c'est à quel point ils stockent le fer, un nutriment essentiel qui est rare dans 40 pour cent de l'océan mondial. Les diatomées stockent le fer par deux méthodes principales :stocker les molécules dans un organe en forme de sac appelé vacuole ou les enfermer chimiquement dans la ferritine, une protéine.

Les chercheurs ont découvert que les diatomées qui utilisent de la ferritine ont un réel avantage sur leurs concurrents. Le fer a tendance à pénétrer dans les zones appauvries par impulsions, agitée par des tempêtes qui descendent et soulèvent des eaux profondes riches en fer, ou le vent qui transporte la poussière de terres lointaines. S'ensuit alors une frénésie alimentaire microscopique :le phytoplancton s'empare du fer et s'en sert pour se multiplier rapidement. L'équipe a découvert que les diatomées qui fabriquent de la ferritine étaient capables d'utiliser ces périodes d'abondance pour se préparer aux périodes prolongées de privation de fer qui suivaient.

"Plus un écureuil peut stocker de noix, plus il a de chances de survivre aux périodes de vaches maigres, " Twining a déclaré. "Nous pensons que le même processus est vrai avec le phytoplancton et le fer."

Alors que le changement climatique modifie la géographie du fer dans l'océan mondial, certaines zones deviendront plus pauvres en fer, ce qui semble être une bonne nouvelle pour les diatomées qui fabriquent de la ferritine. Des conditions favorables pourraient les aider à concurrencer d'autres types de diatomées, influençant finalement les réseaux trophiques dans les écosystèmes dans lesquels ils vivent et même les grands cycles océaniques.

Les chercheurs sont arrivés à ces conclusions grâce à de nouvelles méthodes. L'équipe du professeur Adrian Marchetti de l'Université de Caroline du Nord Chapel Hill a utilisé des technologies de séquençage avancées pour observer ce qui est arrivé à l'expression des gènes des diatomées face à une impulsion de fer, tandis que Twining a mesuré la quantité de fer à l'intérieur des cellules individuelles.

"La façon dont cette étude relie les mesures moléculaires et biochimiques pour révéler le comportement d'espèces individuelles dans une communauté naturelle de phytoplancton est assez rare et, espérons-le, la voie de l'avenir, " Twining a déclaré. "Je pense qu'il s'agit d'une nouvelle vague d'océanographie qui peut montrer comment les communautés de phytoplancton façonnent l'océan."