De nouvelles recherches sur le cycle du phosphore marin approfondissent notre compréhension de l’impact des activités humaines sur les écosystèmes des mers côtières.
La recherche, codirigée par l’Université d’East Anglia, en partenariat avec le Centre de recherche commun sino-britannique de l’Université océanique de Chine, a examiné l’impact des aérosols et du ruissellement des rivières sur les microalgues dans les eaux côtières de Chine.
Elle a identifié une « pompe à azote anthropique » qui modifie le cycle du phosphore et donc probablement la biodiversité côtière et les services écosystémiques associés.
Dans un écosystème équilibré, les microalgues, également connues sous le nom de phytoplancton, fournissent de la nourriture à un large éventail de créatures marines, notamment les poissons, les crevettes et les méduses.
Le chercheur principal Haoyu Jin, doctorant invité à l’École des sciences environnementales de l’UEA de l’Université océanique de Chine, a déclaré : « Notre travail fournit les bases permettant de connaître les conséquences de l’eutrophisation d’origine humaine, par laquelle les nutriments provoquent une prolifération massive d’algues et déséquilibrent l’azote. structure nutritive du phosphore.
« En raison de l’activité économique, en particulier dans les régions côtières, qui sont les plus productives du monde, on assiste à une production accrue de déchets, notamment des substances liquides et des aérosols. Les premiers finissent dans les rivières et les seconds dans l’atmosphère.
« Ce que montre notre étude, c’est que l’azote dissous est le nutriment prédominant dans ces déchets ajoutés aux rivières et à l’atmosphère. Cependant, la vie a également besoin d’autres nutriments, et le phosphore est tout aussi important.
« Ce que nous avons découvert, c’est que l’ajout de nitrates comme déchets dans les rivières et dans l’atmosphère réduit tellement le phosphate dans les océans côtiers que les algues finissent par être limitées par ce nutriment.
« Cependant, certains d’entre eux sont capables d’accéder à un réservoir de phosphore qui, dans le passé, jouait moins de rôle dans les océans côtiers, connu sous le nom de phosphore organique dissous (DOP). »
Les chercheurs ont mené une série d’expériences en microcosme dans les mers côtières de Chine.
Le phytoplancton a normalement besoin de phosphore inorganique dissous (DIP) pour sa croissance, mais comme cela est limité par l’augmentation des niveaux d’azote, les microalgues ont pu améliorer l’activité de la phosphatase alcaline pour utiliser le phosphore organique dissous (DOP).
Le professeur Thomas Mock, co-chercheur de l’École des sciences de l’environnement de l’UEA, a déclaré : « Si nous continuons comme d’habitude en termes de pollution des océans côtiers avec des déchets principalement riches en nitrates, les communautés biologiques côtières changeront car seuls ces producteurs primaires prospéreront. qui sont capables d’utiliser du phosphore organique à la place.
« C’est fondamentalement un paradoxe : même si nous polluons les océans côtiers avec des nutriments, nous ne le faisons pas avec un ensemble équilibré de nutriments qui correspond aux besoins des organismes océaniques.
« En termes de microbiote océanique, ils modifient probablement leur diversité et leur métabolisme pour pouvoir faire face à cette mauvaise alimentation. Cependant, comme ils soutiennent les réseaux alimentaires côtiers en tant que producteurs primaires, il y aura des répercussions sur les services écosystémiques fournis par les océans côtiers. , comme la pêche.
La plupart des études antérieures sur cette question se sont concentrées sur les océans ouverts, qui contiennent généralement de faibles niveaux de nutriments végétaux et où l’effet du ruissellement des rivières est limité en raison de leur étendue géographique.
En revanche, ces travaux ont fourni la preuve que les dépôts atmosphériques et le ruissellement des rivières peuvent stimuler la croissance du phytoplancton dans les mers côtières de Chine et probablement dans d’autres mers côtières avec une activité industrielle sur les terres adjacentes.
La recherche introduit le mécanisme moteur de la croissance du phytoplancton sous l’influence des activités humaines, appelé « pompe à azote anthropique », dans lequel le phytoplancton absorbe une grande quantité d’azote, exacerbe la carence en phosphore et améliore la biodisponibilité du DOP pour la croissance du phytoplancton.
En outre, l’étude révèle que l’hydrolyse et l’utilisation du DOP sont régulées conjointement par la concentration de phosphore inorganique dissous et de biomasse phytoplanctonique, ce qui indique que le processus piloté par la « pompe à azote anthropique » existe largement dans les mers côtières du monde avec différents niveaux de nutriments.
Parmi les autres partenaires chinois dans la recherche figurent le laboratoire du Laoshan, l’université de Yantai, l’institut de recherche sur la zone côtière de Yantai et l’université de l’Académie chinoise des sciences de Pékin.
La recherche a été financée par le Fonds commun NSFC-Shandong, le programme national clé de R&D de Chine, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et les fonds de recherche fondamentale des universités centrales.