Ils sont plus petits que la poussière, mais cruciaux pour le climat de la Terre
Plus petits qu’un grain de poussière et en forme de minuscules disques, les coccolithophores sont des habitants microscopiques des océans qui ont une influence démesurée sur le climat de la planète. Ces minuscules algues éliminent le carbone de l’eau de mer, libèrent de l’oxygène et créent de délicates plaques de calcite qui finissent par couler au fond de l’océan. Au fil du temps, ces plaques forment des couches de craie et de calcaire qui enregistrent l’histoire climatique de la Terre. Aujourd’hui, cinq instituts de recherche européens ont annoncé un nouvel effort pour faire du 10 octobre la Journée internationale des coccolithophores, attirant l’attention sur les contributions vitales de ces organismes à la régulation du carbone, à la production d’oxygène et à la santé des écosystèmes marins qui soutiennent la vie sur Terre.
L’initiative est dirigée par l’Institut Ruđer Bošković (Zagreb, Croatie), le Centre Lyell de l’Université Heriot-Watt (Édimbourg, Royaume-Uni), le Centre de recherche norvégien NORCE (Bergen, Norvège), le Centre des sciences marines et environnementales (MARE) de l’Université de Lisbonne (Portugal) et l’Association internationale du nannoplancton (INA).
Un équilibre délicat et menacé
Peu de gens connaissent les coccolithophores, mais sans eux, les océans et le climat de la planète seraient radicalement différents. Ces algues unicellulaires, qui contiennent de la chlorophylle, flottent dans les couches ensoleillées de la mer et sont recouvertes de plaques de carbonate de calcium appelées coccolithes.
Bien qu’incroyablement petits, les coccolithophores comptent parmi les régulateurs naturels de carbone les plus efficaces de la Terre. Chaque année, ils génèrent plus de 1,5 milliard de tonnes de carbonate de calcium, capturant le dioxyde de carbone de l’atmosphère et le stockant dans les sédiments des grands fonds marins. En plus d’éliminer le carbone, ils produisent de l’oxygène, nourrissent les réseaux trophiques marins et influencent l’équilibre des émissions de gaz à effet de serre de la planète.
Les coccolithophores dominent souvent de vastes étendues d’océan, mais le changement climatique modifie la température, la chimie et la composition nutritionnelle de l’eau de mer. Ces changements présentent de sérieux risques pour leur survie et pour la stabilité des écosystèmes qui en dépendent.
Pourquoi des Coccolithophores ?
Ce qui distingue les coccolithophores des autres planctons, c’est à la fois leur rôle dans le cycle mondial du carbone et les archives uniques qu’ils laissent derrière eux. « Contrairement à d’autres groupes, ils construisent des plaques complexes de carbonate de calcium qui non seulement aident à extraire le dioxyde de carbone de l’atmosphère, mais également à le transporter dans les sédiments des océans profonds, où il peut être enfermé pendant des millénaires. Cette biominéralisation laisse derrière elle un enregistrement géologique exceptionnel, nous permettant d’étudier comment ils ont réagi aux changements climatiques passés et de mieux prédire leur rôle futur. En bref, leur double rôle de pompes à carbone et d’archives climatiques les rend irremplaçable pour comprendre et lutter contre le changement climatique », déclare le professeur Alex Poulton du Lyell Centre.
« Ils sont les architectes invisibles de l’océan, fabriquant de minuscules plaques qui deviennent de vastes archives du climat terrestre », explique le Dr Jelena Godrijan, chercheuse de premier plan sur les coccolithophores à l’Institut Ruđer Bošković. « En étudiant leurs réponses passées et actuelles aux changements dans l’océan, nous pouvons mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes marins et explorer comment les processus naturels pourraient nous aider à lutter contre le changement climatique. »
Science de pointe : du plancton aux processus planétaires
Le lancement de la Journée internationale des coccolithophores met en lumière le minuscule plancton océanique qui aide discrètement à réguler le dioxyde de carbone atmosphérique.
Au Lyell Center en Écosse, l’équipe OceanCANDY, dirigée par le professeur Alex Poulton, étudie comment ce plancton extrait le CO2 de l’air et le stocke dans la mer, et teste comment des océans plus chauds et plus acides pourraient modifier ce processus. Les prévisions informatiques comparent les espèces qui font le mieux ce travail, aujourd’hui et demain.
En Norvège, des scientifiques de NORCE Research, dirigés par le Dr Kyle Mayers et son équipe, suivent l’histoire de la vie des coccolithophores, leur mode de croissance, qui les mange et les virus qui les infectent et les tuent, pour montrer comment le carbone se déplace dans l’océan. L’ADN ancien présent dans la boue des fonds marins ajoute une vision à long terme des changements climatiques passés. « Les interactions des coccolithophores avec les virus et les brouteurs sont importantes », explique le Dr Kyle Mayers de NORCE. « Ces liens façonnent les réseaux alimentaires et la manière dont l’océan stocke le carbone. »
En Croatie, l’équipe Cocco de l’Institut Ruđer Bošković étudie comment ils façonnent le cycle du carbone de l’océan, depuis la décomposition de la matière organique jusqu’aux interactions bactériennes qui influencent la chimie de l’eau de mer et l’absorption du CO2. « En comprenant les coccolithophores, nous découvrons vraiment le moteur vivant du bilan carbone de l’océan », explique le Dr Jelena Godrijan. « Leurs interactions avec les bactéries déterminent la façon dont le carbone se déplace et se transforme – des processus qui relient l’échelle microscopique du plancton à la stabilité du climat de notre planète. »
Au MARE, Université de Lisbonne, le Dr Catarina V. Guerreiro mène des études pour retracer comment la fertilisation par aérosol façonne la distribution des coccolithophores à travers l’Atlantique jusqu’à l’océan Austral, et ce que cela signifie pour les pompes à carbone de l’océan aujourd’hui et ces derniers temps. Son approche consiste à combiner des échantillons d’aérosols et d’eau de mer avec des enregistrements de sédiments, des données satellite et des microcosmes de laboratoire pour identifier les causes et les effets. « Nous connectons de minuscules organismes crayeux aux flux de carbone planétaires », explique le Dr Guerreiro.
À l’INA, les scientifiques relient les coccolithophores vivants à leurs archives fossiles, en utilisant leurs plaques microscopiques pour dater les roches et retracer l’histoire climatique de la Terre. En affinant les cadres biostratigraphiques mondiaux et en calibrant les chronologies d’évolution des espèces, les chercheurs de l’INA transforment les fossiles de coccolithophores en outils précis pour reconstruire les océans anciens, reliant l’écologie moderne du plancton aux archives géologiques du changement climatique.
Pourquoi la journée des coccolithophores est importante ?
Désigner une journée pour les coccolithophores peut sembler un petit geste, mais ses défenseurs affirment que cela pourrait avoir un impact important. « Cela pourrait contribuer à changer notre façon de voir l’océan. « On parle le plus souvent de baleines, de récifs coralliens et de calottes glaciaires, mais les coccolithophores sont un élément essentiel du système climatique de la planète. Ils nous rappellent que les plus petits organismes peuvent avoir le plus grand impact et que la vie microscopique joue un rôle crucial dans l’avenir de notre planète », explique le Dr Sarah Cryer du projet CHALKY et de l’équipe OceanCANDY.
La campagne visant à faire du 10 octobre la Journée internationale des coccolithophores est un appel à l’action. En soulignant le rôle profond, mais souvent négligé, des coccolithophores, les scientifiques souhaitent inspirer une nouvelle vague de connaissances sur les océans, d’orientation politique et d’engagement du public.