Des recherches de la North Carolina State University montrent que les événements météorologiques extrêmes, comme les ouragans et l'augmentation des précipitations, affectent à la fois la quantité et la composition du picophytoplancton dans l'estuaire de la Neuse. Le travail est une première étape pour déterminer comment un climat plus humide peut affecter l'écosystème estuarien.

Le picophytoplancton est défini comme tout phytoplancton mesurant moins de trois micromètres. Bien que bien étudié dans le cadre de l'écosystème océanique et du réseau trophique, le picophytoplancton est peu étudié dans les systèmes estuariens, même s'ils se produisent en nombre important dans ces environnements.

"Le picophytoplancton est d'importants producteurs primaires dans les écosystèmes aquatiques, " dit Ryan Paerl, professeur adjoint de marine, sciences de la terre et de l'atmosphère et auteur principal de la recherche. "Ils fournissent de la nourriture pour les plus gros micro-organismes, jouer un rôle dans la fixation du carbone et le cyclage, et sont des sentinelles de la bonne santé de l'écosystème. Ainsi, comprendre l'effet des événements de précipitations modérées à extrêmes sur ces plus petits membres de l'écosystème nous donne une idée plus complète des impacts des tempêtes sur les estuaires et la vie qui s'y trouvent. »

Paerl et son équipe ont mené une étude du nombre et de la composition du picophytoplancton dans l'estuaire de la Neuse, une composante majeure du deuxième plus grand estuaire des États-Unis inférieurs, de juillet 2017 à décembre 2018, prélèvement d'échantillons mensuels ou bimensuels sur 11 sites le long de l'estuaire et utilisation de la cytométrie en flux pour identifier la quantité et la composition du picophytoplancton.

Dans des conditions « stables » - chaud, temps ensoleillé - le picophytoplancton a été trouvé à des concentrations de 1 million de cellules par millilitre. Cependant, l'augmentation globale des précipitations et l'arrivée de l'ouragan Florence en septembre 2018 ont eu des impacts énormes sur le picophytoplancton dans l'estuaire, faire tomber les nombres au moins mille fois, à 1, 000 cellules par millilitre ou moins.

La composition du picophytoplancton a également changé à la suite de ces événements météorologiques extrêmes, de principalement des cyanobactéries au phytoplancton principalement picoeucaryote (PEUK).

"Nous avons vu que les précipitations et l'augmentation du débit des rivières qui en résulte agissent comme un tuyau sur ces picophytoplancton, les chasser de l'estuaire, " dit Paerl. " Ensuite, les PEUK ont des mini-blooms après les événements de rinçage. Ils se portent très bien et poussent très vite après des perturbations. La bonne nouvelle pour le réseau trophique est que les PEUK peuvent souvent produire d'excellents nutriments, comme les acides gras, et les PEUK sont des proies désirables, donc leur croissance et leur consommation pourraient donner un coup de fouet au réseau trophique après ces événements. »

Alors que les récents rapports climatiques prédisent un temps plus humide dans le sud-est des États-Unis, les chercheurs pensent que les PEUK pourraient devenir des acteurs plus importants dans les écosystèmes estuariens qu'ils ne le sont actuellement.

"Le picophytoplancton représente en moyenne 40% de toute la biomasse phytoplanctonique de l'estuaire de la Neuse, et ce nombre peut dépasser 70 % pendant les mois d'été chauds et stables, " dit Paerl. " Et ces picophytoplancton sont vraiment touchés par les tempêtes, même celles qui ne sont pas de la force des ouragans. Le résultat est un changement de concentration et de population qui pourrait avoir des effets à long terme sur les réseaux trophiques et la biochimie dans l'estuaire. »

L'œuvre apparaît dans Rapports scientifiques et a été réalisée en partenariat avec l'UNC-Chapel Hill Institute of Marine Sciences (UNC-IMS) Neuse River Estuary Modeling and Monitoring Project (ModMon), qui est dirigé par Hans Paerl et soutenu par le North Carolina Department of Environmental Quality, ainsi que l'Association du Bassin de la Basse Neuse. L'ancienne étudiante diplômée de l'État de Caroline du Nord, Rebecca Venezia, et actuellement titulaire d'un doctorat. l'étudiant Joel Sanchez a également contribué au travail.