Les océans du monde abritent des organismes microscopiques invisibles à l’œil nu. Ces minuscules créatures, appelées « procaryotes », représentent 30 % de la vie dans les océans du monde.
Ces organismes jouent un rôle important dans le maintien de l’équilibre des océans. Nouvelle recherche par moi-même et mes collègues, publié dans Nature Communicationsmontre que cet équilibre est menacé.
Nous avons découvert que les procaryotes sont remarquablement résistants au changement climatique et qu’ils pourraient, par conséquent, dominer de plus en plus les environnements marins.
Cela pourrait réduire la disponibilité des poissons dont les humains dépendent pour leur alimentation et entraver la capacité de l’océan à absorber les émissions de carbone.
Un bel équilibre
Les procaryotes comprennent à la fois les bactéries et les « archées », un autre type d’organisme unicellulaire.
Ces organismes sont considérés comme les plus anciennes formes de vie cellulaires sur Terre. Ils prospèrent sur toute la planète, sur terre et dans l’eau, des tropiques aux pôles.
Ce qui manque aux procaryotes en taille, ils le compensent par leur abondance. À l’échelle mondiale, environ deux tonnes de procaryotes marins existe pour chaque être humain sur la planète.
Ils jouent un rôle crucial dans les chaînes alimentaires mondiales, en contribuant à répondre aux besoins nutritionnels des poissons que les humains capturent et mangent.
Les procaryotes marins se développent extrêmement vite, un processus qui émet beaucoup de carbone. En fait, les procaryotes vivant à une profondeur océanique de 200 mètres produisent environ 20 milliards de tonnes de carbone par an:le double de celui des humains.
Cette production massive de carbone est équilibrée par le phytoplancton, un autre type d’organisme microscopique qui transforme la lumière du soleil et le dioxyde de carbone en énergie, grâce à la photosynthèse.
Le phytoplancton et d’autres processus océaniques également absorber jusqu’à un tiers du carbone que les humains rejettent dans l’atmosphère chaque année. Cela contribue à limiter le rythme du réchauffement climatique.
La façon dont les procaryotes réagissent au réchauffement est essentielle pour comprendre comment l’équilibre délicat des océans du monde peut changer dans un monde plus chaud. C’était le thème de notre recherche.
Ce que nous avons trouvé
Nous voulions prédire comment le changement climatique affecterait la « biomasse », ou le poids global total, des procaryotes marins. Nous voulions également examiner comment il affecterait leur production de carbone.
Pour ce faire, nous avons construit des modèles informatiques qui ont intégré des décennies d’observations provenant de dizaines d’études scientifiques menées dans les océans du monde.
Alors, qu’avons-nous découvert ? Les procaryotes sont probablement les grands gagnants du changement climatique, par rapport aux autres formes de vie marine.
Pour chaque degré de réchauffement des océans, leur biomasse diminuera d’environ 1,5 %, soit moins de la moitié du déclin de 3 à 5 % que nous avions prévu pour le plancton, les poissons et les mammifères de plus grande taille.
Cela signifie que les écosystèmes marins du futur auront une biomasse globale plus faible et seront de plus en plus dominés par les procaryotes. Cela pourrait détourner une plus grande part des nutriments et de l’énergie disponibles vers les procaryotes au détriment des poissons, réduisant ainsi l’offre de poissons pour l’alimentation humaine.
Nous avons découvert un autre changement important. Pour chaque degré de réchauffement, nous prévoyons que les procaryotes vivant dans les 200 premiers mètres des océans du monde produiraient 800 millions de tonnes de carbone supplémentaires par an.
Ceci est équivalent à la émissions actuelles de l’ensemble de l’Union européenne (après conversion du CO₂ en carbone).
Que signifie tout cela ?
En raison du changement climatique causé par l’homme, les océans de la Terre devraient se réchauffer entre 1°C et 3°C d’ici la fin du siècleà moins que l’humanité ne change de cap.
Si la quantité de carbone produite par les procaryotes augmente comme prévu, la capacité des océans à absorber les émissions d’origine anthropique pourrait diminuer. Il deviendra donc encore plus difficile d’atteindre l’objectif de zéro émission nette à l’échelle mondiale.
De plus, les projections actuelles sur le déclin des stocks mondiaux de poissons dans le contexte du changement climatique ne tiennent généralement pas compte de la manière dont le réchauffement pourrait restructurer les réseaux trophiques marins en favorisant les procaryotes. Cela signifie que les déclins prévus sont probablement sous-estimés.
Le déclin des populations de poissons constitue un problème majeur pour l’approvisionnement alimentaire mondial, car les océans sont une source majeure de protéines pour environ 3 milliards de personnes.
Que devrait-il se passer maintenant
Notre analyse constitue une étape importante dans la découverte du rôle changeant des procaryotes marins. Mais d’importantes incertitudes demeurent.
Notre analyse s’appuie sur des observations existantes. Le changement climatique modifie déjà les conditions des écosystèmes marins d’une manière que nos modèles n’ont peut-être pas prise en compte.
Nous ne savons pas non plus à quelle vitesse les procaryotes s’adapteront et évolueront vers de nouveaux environnements. Recherches existantes montre qu’en quelques semaines, les bactéries peuvent développer de nouvelles caractéristiques qui facilitent leur survie.
Il est clair que les scientifiques doivent continuer à améliorer leur compréhension des procaryotes et de la manière dont ils peuvent être affectés par le changement climatique.
Plus d’informations :
Ryan F. Heneghan et al., La distribution mondiale et la résilience climatique des procaryotes hétérotrophes marins, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-50635-z
Cet article est republié à partir de La Conversation sous licence Creative Commons. Lire la suite article original.