Les scientifiques ont révélé que le partenariat entre une algue et une bactérie rend l'élément essentiel de l'azote nouvellement disponible dans l'océan Arctique. Le processus microbien de "fixation de l'azote" convertit l'élément en une forme que les organismes peuvent utiliser, et a été découvert récemment dans les eaux polaires glaciales. Ce changement peut être le résultat du changement climatique et pourrait affecter les cycles chimiques mondiaux, selon l'étude publiée dans le Actes de l'Académie nationale des sciences .

Sans source d'azote, phytoplancton dans l'Arctique ont toujours été limités dans la quantité de carbone qu'ils peuvent extraire de la partie supérieure de l'océan et de l'atmosphère. La nouvelle source d'azote offerte par UCYN-A pourrait rendre le phytoplancton arctique plus productif, diminuant finalement les niveaux de carbone atmosphérique.

"C'était choquant de trouver ce processus dans l'Arctique, " a déclaré Deborah Bronk, l'un des auteurs de l'étude et président-directeur général du Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. "Nous pensions que la fixation de l'azote ne se produisait que dans les eaux tropicales et subtropicales. Cette découverte pourrait avoir d'énormes implications pour les cycles chimiques et le climat des océans."

Tout comme les fleurs de jardin et autres plantes terrestres ont besoin d'azote pour pousser, l'élément est également essentiel pour les plantes océaniques microscopiques appelées phytoplancton. Cependant, la plupart de l'azote dans l'océan est sous la forme d'un gaz que la plupart des organismes, y compris les gens, ne peut pas utiliser. Seuls quelques types de micro-organismes sont capables d'entreprendre cette tâche. Les scientifiques ont longtemps cru que le principal phytoplancton fixateur d'azote dans l'océan ne vivait que dans les eaux chaudes, et que la fixation de l'azote était essentiellement absente dans l'océan Arctique.

En 2017, Bronk et ses collègues ont publié un article révélant que la fixation de l'azote se produisait en fait dans l'océan Arctique, mais ils ne savaient pas encore quel organisme était responsable du processus. Ils ont été surpris de découvrir que la source était UCYN-A, une cyanobactérie unicellulaire qui vit en symbiose avec une algue et se développe généralement dans l'eau chaude.

"L'une des choses que cette étude a montrées est que nos idées préconçues nous empêchent de chercher des choses que nous ne nous attendons pas à trouver, " dit Bronk. " Plus nous en apprenons sur l'océan, plus nous voyons que les organismes sont incroyablement plastiques dans ce qu'ils peuvent faire et où ils peuvent vivre."

Alors que l'océan Arctique se réchauffe et que sa banquise fond, la saison de croissance du phytoplancton s'allonge. L'équipe de recherche estime que, alors que UCYN-A existe peut-être dans l'Arctique depuis un certain temps, les conditions plus chaudes apportées par le changement climatique l'ont incité à commencer à fixer l'azote. Ils pensent également que ce changement d'activité de l'UCYN-A pourrait, à son tour, influencer le climat mondial. Au fur et à mesure que le phytoplancton grandit, ils éliminent le carbone de l'océan et finalement de l'atmosphère, mais ils ont besoin d'azote pour ce faire, que UCYN-A peut de plus en plus fournir.

Les chercheurs estiment que l'Arctic UCYN-A représente actuellement environ deux pour cent de la fixation mondiale de l'azote. Continuer à étudier ce processus et l'intégrer dans les modèles biogéochimiques mondiaux améliorera les prévisions climatiques et la compréhension des cycles océaniques importants. Les chercheurs pensent que cette augmentation de l'azote arctique disponible pourrait avoir un impact sur les cycles biogéochimiques dans l'océan Atlantique Nord, provoquant de nouveaux changements dans les cycles océaniques.

« Ce n'est que grâce à des recherches antérieures que nous avons pu identifier que ce procédé est nouveau, " Bronk a déclaré. "Cette étude met en évidence le fait que parfois ne pas trouver un processus que vous recherchez est incroyablement important. Nous devons préserver les données et les mettre à la disposition des gens afin que nous puissions vraiment apprendre comment l'océan change."