Un mélange de dinoflagellés et de diatomées du site de surveillance côtière L4 au large de Plymouth, Angleterre. Crédit :Claire Widdicombe
Une pénurie d'éléments nutritifs en été en raison du changement climatique a contribué à un déclin de 50 % du plancton important de l'Atlantique du Nord-Est au cours des 60 dernières années.
Nouvelle recherche, Publié dans Biologie du changement global , montre que plus grand, plancton nutritif - essentiel pour soutenir les poissons, oiseaux de mer et mammifères marins—sont remplacés par de minuscules, producteurs primaires qui sont de moins bonne qualité alimentaire.
Le passage d'étés plus nuageux et plus humides à de plus longues périodes d'ensoleillement et de sécheresse a entraîné une diminution de l'apport de fer et de nutriments aux eaux de surface. Cela se traduit par une période prolongée de conditions d'alimentation sous-optimales pour le zooplancton à une période de l'année où sa demande métabolique est à son maximum.
Dans certaines régions, le grand phytoplancton est presque entièrement remplacé par le picoplancton, notamment la cyanobactérie Synechococcus, qui prospère lorsque les niveaux de fer et d'azote dans les eaux de surface sont très faibles.
Cependant, sa petite taille et son manque de biomolécules essentielles font qu'il est incapable de fonctionner de la même manière que les plus grands, phytoplancton plus nutritif - un producteur primaire vital d'oméga-3 - et ne peut pas soutenir efficacement les réseaux trophiques de la mer sur les plateaux.
Avec Synechococcus proéminent des tropiques à l'Arctique, et son abondance croissante dans le monde entier, les scientifiques suggèrent que la compétition pour les nutriments estivaux rares deviendra une force clé dans la structuration des réseaux trophiques marins du plateau continental. Les mers continentales fournissent environ 80 % des fruits de mer capturés à l'état sauvage dans le monde, et les changements dans leur productivité auront des effets majeurs sur les humains.
Acartia spp, un copépode commun dans l'Atlantique nord-est, a chuté d'environ 50 % en abondance Crédit :Russ Hopcroft
L'étude a été dirigée par des scientifiques de l'Université de Plymouth (financée par le programme de biogéochimie du plateau continental du Natural Environment Research Council), travailler avec des collègues du laboratoire marin de Plymouth, l'Association de biologie marine, et l'Université de Southampton. Il a réuni des experts de divers domaines, notamment l'analyse des métaux traces, taxonomie du plancton, et les données satellitaires.
Auteur principal Dr Katrin Schmidt, un écologiste du plancton à l'École de géographie de l'Université de Plymouth, Sciences de la Terre et de l'Environnement, a déclaré:"Le zooplancton comme les copépodes sont considérés comme des phares du changement climatique, et la baisse d'environ 50 % de leur abondance au cours des six dernières décennies est préoccupante. Notre étude est la première à fournir un mécanisme pour un déclin aussi généralisé, et cette compréhension est essentielle pour projeter les réponses futures au changement climatique. Nous devons également explorer les impacts plus larges et déterminer si l'évolution de l'approvisionnement en éléments nutritifs pourrait, par exemple, conduire à des réductions d'oméga-3 dans l'ensemble de la chaîne alimentaire."
L'étude était basée sur une zone mesurant 2, 000km par 1, 500 km dans l'Atlantique Nord-Est, et a utilisé une combinaison de données générées par des satellites et le relevé Continuous Plankton Recorder (CPR) du MBA. Il a permis aux scientifiques d'identifier les tendances à long et à court terme, l'étendue spatiale de tout changement et les mois les plus touchés.
Il a également utilisé des observations intensives sur le terrain de la communauté phytoplanctonique et, en reliant les deux échelles, a fourni un modèle conceptuel expliquant pourquoi le réseau trophique classique est de plus en plus menacé dans les zones côtières et de plateau tempérées.
Le dispositif Continuous Plankton Recorder est remorqué dans les eaux de surface et occupe un espace similaire à celui d'un mammifère marin Crédit :Marine Biological Association
En combinaison, les données satellitaires et CPR montrent des changements similaires sur des périodes plus longues (1958-2017) et plus courtes (1997-2018). Entre mai et août/septembre de ces années-là, nombre de diatomées, les dinoflagellés et les copépodes totaux ont tous décliné, tandis que la proportion de picophytoplancton a augmenté.
Co-auteur Dr Luca Polimene, Modélisateur principal d'écosystèmes marins au laboratoire marin de Plymouth, a déclaré:"La dominance croissante des petites espèces de phytoplancton pourrait avoir un large impact sur l'écosystème marin. Outre la modification de la chaîne alimentaire comme suggéré dans cette étude, cela pourrait aussi changer la pompe à carbone biologique en modifiant la capacité de l'océan à stocker le carbone. Nous devons nous assurer que le changement entre les grandes et les petites espèces de phytoplancton est bien capturé par les modèles d'écosystèmes marins si nous voulons simuler de manière fiable les futurs océans. »
David Johns, Responsable de l'enquête sur les enregistreurs continus de plancton, a ajouté : « Alors que l'enquête CPR échantillonne la plus grande communauté de plancton, les déclins de certains groupes clés au cours des dernières décennies peuvent être liés à des changements dans le plus petit plancton provoqués par le changement climatique. Nous avons déjà été témoins d'impacts climatiques directs sur la communauté planctonique, de la saisonnalité (temporelle) aux mouvements à grande échelle (spatiale), via les changements de température. Cette étude démontre un effet d'entraînement à travers le réseau trophique, et ce n'est qu'en poursuivant notre surveillance que nous identifierons les multiples facteurs de stress agissant sur notre environnement marin, et, espérons-le, soutenir et protéger nos océans productifs. »
