Comprendre l'évolution de la banquise polaire ne suffit pas pour étudier les effets du changement climatique sur les écosystèmes marins des fonds marins de l'Antarctique. Il est également nécessaire de déterminer l'intensité de la production locale de phytoplancton pendant l'été antarctique, comme indiqué dans une nouvelle étude d'une équipe de recherche de la Faculté de biologie et de l'Institut de recherche sur la biodiversité (IRBio) de l'Université de Barcelone, publié dans la revue Recherche sur l'environnement marin .

Quand la mer gèle en Antarctique

Des températures extrêmement basses, les forts courants océaniques et la large couverture saisonnière de glace marine sont des facteurs qui déterminent les caractéristiques des écosystèmes marins de l'Antarctique. En particulier, la saisonnalité de la formation de glace à la surface marine est un processus qui affecte directement la dynamique des écosystèmes marins et le flux de matière et d'énergie dans les réseaux trophiques complexes de l'Antarctique. Pendant l'hiver antarctique, la glace et la neige qui s'accumulent limitent la disponibilité de la lumière, et comme résultat, cela réduit l'activité des organismes photosynthétiques et la production de krill (ressource alimentaire de base au sein du réseau alimentaire des écosystèmes marins de l'Antarctique).

Les principales sources de carbone organique dans les écosystèmes antarctiques situés dans les bas-fonds sont le phytoplancton, les algues qui poussent sous la glace et les algues qui sont coincées dans les rochers. Cependant, une grande partie de cette production primaire n'entre pas dans le réseau trophique directement par les herbivores, mais comme détritus (particules de roche). "La présence de glace dans les bas-fonds limite la production primaire pendant une grande partie de l'année. Cela détermine que les réseaux trophiques benthiques dépendent en grande partie de la matière organique accumulée dans les fonds marins pendant les mois d'été, " note Lluís Cardona, premier auteur de l'article et conférencier au Département de biologie évolutive, Écologie et sciences de l'environnement, et l'IRBio.

"À ce jour, nous pensions que cette dépendance serait aiguë dans les zones où la surface de la mer reste gelée plus longtemps, et cela impliquerait une moindre diversité de niches trophiques et un réseau trophique plus court et redondant tandis que nous allons vers le sud, » note le chercheur. L'étude met en évidence que l'intensité du bloom estival de phytoplancton altère ce gradient et donc la structure des systèmes benthiques côtiers est fortement modifiée partout où le bloom est intense.

Changements dans les écosystèmes marins de l'Antarctique

L'étude s'est basée sur l'analyse des isotopes stables C et N pour identifier la niche écologique -le rôle de chaque organisme dans la structure et la fonction de l'écosystème- d'une série d'espèces marines capturées dans la base Rothera, Crique de Cierva, Baie de Maxwell, Baie de l'espoir, et Paradise Harbour, dans la partie ouest de la péninsule Antarctique, et les îles Shetland du Sud. A l'aide des analyses isotopiques, les experts ont pu vérifier la grande stabilité du niveau trophique de chaque espèce mais ils ont également détecté une grande variété géographique dans les sources de carbone utilisées. Avec les méthodologies utilisées dans les études précédentes, en particulier, l'étude du contenu de l'estomac - les données obtenues ont fourni une résolution taxonomique élevée mais n'ont pas offert une version complète du régime alimentaire au fil du temps, ce qui a généré une grande disparité dans les résultats.

Selon les conclusions de l'étude, "où la production de phytoplancton est intense, l'écosystème benthique reçoit beaucoup de matière organique provenant du phytoplancton qui devient la source de base de carbone pour les espèces benthiques, indépendamment de la latitude et de la longueur de la glace marine. Cela réduit l'importance des algues benthiques comme source de carbone, ce qui est cependant très élevé puisque ceux-ci sont protégés des herbivores par des défenses chimiques (produits naturels répulsifs"), " note Lluís Cardona. Par conséquent, les zones qui présentent une floraison estivale de phytoplancton intense, montrer un réseau trophique plus court et redondant, comme à la surface de la mer qui reste gelée pendant des mois. "Par conséquent, afin d'évaluer l'impact du changement climatique sur les écosystèmes benthiques, il est tout aussi important de prédire l'évolution de la production estivale de phytoplancton que de simuler la longueur que la glace restera à la surface de la mer, " note le chercheur.

Une région polaire vulnérable au changement climatique

La péninsule antarctique est la zone la plus touchée par le changement climatique sur le continent blanc. Selon les données actuelles, en hiver, il y a une réduction de la longueur de la glace marine dans le nord, et un mouvement vers le sud concernant des espèces comme le krill antarctique. Par conséquent, les conditions actuelles enregistrées dans le nord de la péninsule antarctique pourraient être un modèle pour l'avenir des zones péninsulaires sud-ouest tant que la production estivale de phytoplancton reste la même, notent les experts.