L'océan prélève environ un tiers du CO₂ dans l'atmosphère, atténuer le changement climatique et rendre la vie possible sur Terre. Une part importante de ce CO 2 est éliminé grâce au phytoplancton, de minuscules créatures marines qui utilisent la lumière pour faire la photosynthèse, tout comme les plantes ou les arbres sur terre. Ces cellules fixent le CO 2 construire de la biomasse et se multiplier, et l'emmener dans les profondeurs de l'océan quand ils meurent et coulent. Le phytoplancton est ainsi à la base de la chaîne alimentaire marine, et leur productivité affecte non seulement le CO 2 niveaux, mais aussi les prises de poisson et l'économie mondiale.

Alors pourquoi le phytoplancton passe-t-il inaperçu pour la plupart d'entre nous, s'ils sont si importants ? Essayez de les retrouver lors de votre prochaine visite à l'aquarium, vous pouvez avoir du mal. La plupart des espèces de phytoplancton sont 100 fois plus petites que les fourmis de votre jardin, ce qui signifie que vous avez besoin d'une loupe vraiment puissante (un microscope !) pour les étudier. De nos côtes au milieu de l'océan, le phytoplancton est répandu et pour les connaître, il faut un peu de navigation.

Les Samaritains de l'océan

Le phytoplancton a cependant besoin d'un ingrédient clé pour être actif :l'azote. Tout comme les engrais ou les légumineuses sont nécessaires pour faire pousser des cultures sur terre, l'azote fournit la valeur nutritive dont le phytoplancton a besoin pour se développer dans l'océan. Obtenir suffisamment d'azote dans l'océan peut être fastidieux. Les côtes reçoivent de l'azote par les cours d'eau ou les remontées d'eaux profondes riches en azote, mais la majeure partie de l'océan est trop éloignée pour bénéficier de ces sources.

Pour empirer les choses, la surface de l'océan tropical est chaude, rendant le mélange avec des eaux profondes et riches en nutriments très difficile. Ces "déserts océaniques" sont de grandes extensions d'eau bleue claire qui représentent ensemble environ 60% de la surface mondiale des océans. Comment la vie est-elle possible là-bas sans azote ? Heureusement, d'autres petites créatures, diazotrophes, existent dans ces déserts

Les bactéries des océans tropicaux aident à pomper le CO 2 hors de l'atmosphère - nouvelle étude.@PearseJBuchanan @zanna_chase https://t.co/6JVG2IGMWM

– La conversation (@ConversationUK) 24 octobre, 2019

Les diazotrophes viennent à la rescousse en accomplissant un service herculéen :transformer l'azote inerte de l'air en formes azotées juteuses disponibles pour le phytoplancton. Cette transformation implique un grand investissement énergétique pour les diazotrophes, pour finir par donner cet azote à la communauté. Les diazotrophes sont les vrais Samaritains de l'océan.

Leur mission cruciale est susceptible d'être impactée par le changement climatique. La pollution, acidification, la perte d'oxygène et le réchauffement font partie des effets négatifs de notre développement économique et de la croissance démographique sans cesse croissante. Le changement climatique a déjà un impact sur la quantité d'azote qui atteint l'océan en raison des changements dans la circulation des courants, augmentation de la charge d'azote agricole dans les rivières, ou des apports atmosphériques par le biais d'activités industrielles.

Mais, Comment le changement climatique affectera-t-il l'activité et la diversité des diazotrophes ? Il est difficile de dire quand nous ne savons même pas combien il y en a et à quel point ils sont diversifiés. Seulement environ cinq espèces de diazotrophes ont été étudiées dans l'océan, et les expériences de simulation du changement climatique n'ont été testées que sur deux. Des expéditions mondiales de circumnavigation ont découvert que les diazotrophes sont beaucoup plus diversifiés que nous ne le pensions. Limiter leurs réponses au changement climatique est crucial pour prédire la productivité future de l'océan. La diversité beaucoup plus grande des diazotrophes implique non seulement un apport global plus élevé d'azote dans les océans, mais aussi une plus grande efficacité et peut-être une plus grande résilience au changement, qui attend d'être vérifié.

Un objectif vers le futur

Le projet Notion se penchera sur l'avenir du phytoplancton via une lentille diazotrophe. Dans le laboratoire, nous allons recréer les conditions du changement climatique et observer comment les diazotrophes y réagissent.

Nous répondrons à des questions telles que :est-ce que le CO supplémentaire 2 dans l'eau affectent leur croissance? Les diazotrophes cèdent-ils encore plus d'azote « fertilisant » à d'autres organismes dans une concentration élevée de CO 2 monde? Des modèles mondiaux de circulation océanique et de répartition des espèces phytoplanctoniques existent déjà, mais ils doivent être améliorés avec des données expérimentales pour prédire à quoi ressemblera notre océan à l'avenir. NOTION intégrera de nouveaux ensembles de données mondiaux et de nouvelles données expérimentales pour intégrer les informations manquantes dans les modèles. Nous allons ainsi transformer la biologie en mathématiques, en utilisant le comportement de réponse des diazotrophes comme tendances projetables dans différents scénarios de changement climatique futurs.

Avec ces outils, nous visons à mieux comprendre la réponse de l'océan au changement climatique, qui sera critique pour une utilisation durable de l'océan et de ses ressources, et indispensable pour évaluer sa capacité à agir comme un puits de CO 2 dans notre futur proche.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.