Une fleur d’algues monstres prend le contrôle de l’Atlantique

Une fois considérée comme principalement confinée aux eaux pauvres en nutriments de la mer des Sargasses, le Sargasse est désormais reconnu comme un organisme marin en croissance rapide et largement distribuée, dont l’expansion à travers l’Atlantique est étroitement liée aux processus naturels et à l’enrichissement des nutriments induits par l’homme.

La revue, publiée dans la revue Algues nuisiblesjette un nouvel éclairage sur les origines et le développement de la grande ceinture de Sargasse atlantique, une floraison récurrente massive de Sargasse qui s’étend à travers l’océan Atlantique de la côte de l’Afrique de l’Ouest jusqu’au golfe d’Amérique.

Depuis sa première apparition en 2011, cette ceinture s’est formée presque chaque année – sauf en 2013 – et en mai, a atteint une nouvelle biomasse record de 37,5 millions de tonnes. Cela n’inclut pas la biomasse de base de 7,3 millions de tonnes historiquement estimée dans la mer des Sargasses.

En combinant des observations océanographiques historiques, des images satellites modernes et des analyses biogéochimiques avancées, cette revue fournit un cadre complet pour comprendre les changements spectaculaires dans la distribution, la productivité et la dynamique des nutriments des sargasses. Il met également en évidence les implications plus larges de l’enrichissement anthropique des nutriments sur l’écologie océanique et la nécessité d’efforts internationaux coordonnés pour surveiller et gérer les impacts de ces fleurs massives d’algues.

« Notre revue plongea profondément dans l’histoire changeante de Sargasse – comment cela se développe, ce qui alimente cette croissance et pourquoi nous constatons une augmentation aussi spectaculaire de la biomasse à travers l’Atlantique Nord », a déclaré Brian Lapointe, Ph.D., auteur principal et professeur de recherche à Fau Harbor Branch. « En examinant les changements dans sa composition nutritionnelle – en particulier l’azote, le phosphore et le carbone – et comment ces éléments varient dans le temps et l’espace, nous commençons à comprendre les forces environnementales plus grandes en jeu. »

Au début de la revue, Lapointe et les co-auteurs Deanna F. Webber, coordinatrice de la recherche; et Rachel Brewton, Ph.D., professeur adjoint de recherche, tous deux avec Fau Harbor Branch, expliquent que les premiers océanographes ont tracé la mer des Sargasses sur la base des observations de surface du sargasse, croyant que les algues prospéraient dans ses eaux chaudes, claires mais pauvres en nutriments. Cependant, cette notion a créé un paradoxe lorsque les océanographes du milieu du XXe siècle ont décrit la région comme un «désert biologique».

Cependant, les récentes observations par satellite, les modèles de circulation océanique et les études sur le terrain ont résolu ce paradoxe en traçant le transport saisonnier du Sargasse des zones côtières riches en nutriments, en particulier le golfe occidental d’Amérique, à l’océan ouvert via le courant de boucle et le Gulf Stream. Ces résultats soutiennent les premières théories par des explorateurs qui ont proposé que le Sargasse originaire du Golfe pourrait nourrir les populations de la mer des Sargasses.

La technologie de télédétection a joué un rôle central dans ces découvertes. En 2004 et 2005, les satellites ont capturé des vents de sargasses étendus – de longues lignes étroites ou des bandes de sargasse flottante – dans le golfe d’ouest d’Amérique, une région connaissant des charges de nutriments accrues à partir de systèmes fluviaux tels que le Mississippi et l’Atchafalaya.

« Ces eaux riches en nutriments ont alimenté des événements de biomasse élevés le long de la côte du Golfe, ce qui entraîne des volets de masse, des nettoyages de plage coûteux et même la fermeture d’urgence d’une centrale nucléaire de Floride en 1991 », a déclaré Lapointe. « Un objectif majeur de notre revue est la composition élémentaire du tissu des sargasses et comment elle a changé au fil du temps. »

Les expériences de laboratoire et la recherche sur le terrain datant des années 80 ont confirmé que le Sargasse se développe plus rapidement et est plus productif dans les eaux néritiques enrichies en nutriments que dans les eaux oligotrophes de l’océan ouvert. Des études contrôlées ont révélé que les deux espèces primaires, les natans de Sargassum et les sargasse, peuvent doubler leur biomasse en seulement 11 jours dans des conditions optimales. Ces études ont également établi que le phosphore est souvent le principal nutriment limitant la croissance, bien que l’azote joue également un rôle essentiel.

Des années 80 aux années 2020, la teneur en azote du sargasse a augmenté de plus de 50%, tandis que la teneur en phosphore a légèrement diminué, conduisant à une forte augmentation du rapport azote / phosphore (N: P).

« Ces changements reflètent un éloignement des sources de nutriments océaniques naturelles comme l’upwelling et le mélange vertical, et vers les intrants terrestres tels que le ruissellement agricole, la décharge des eaux usées et le dépôt atmosphérique », a déclaré Lapointe. « Les niveaux de carbone dans le Sargasse ont également augmenté, contribuant à des changements dans la stoechiométrie globale et en soulignant davantage l’impact de la charge de nutriments externes sur les producteurs primaires marins. »

La revue explore également comment le recyclage des nutriments dans les Windrows des Sargasse, y compris l’excrétion des organismes marins associés et la dégradation microbienne de la matière organique, peut soutenir la croissance des environnements pauvres en nutriments. Ce recyclage à micro-échelle est essentiel pour maintenir les populations de sargasses dans certaines parties de l’océan qui, autrement, ne soutiendraient pas des niveaux de productivité élevés.

Les données de Sargassum recueillies près de l’embouchure du fleuve Amazon soutiennent l’hypothèse selon laquelle les sorties de nutriments de cette grande rivière contribuent de manière significative au développement du GASB. Les variations de la biomasse des Sargasse ont été liées aux cycles des inondations et de la sécheresse dans le bassin amazonien, reliant davantage les entrées de nutriments terrestres à l’océan ouvert.

La formation du GASB semble avoir été ensemencée par un événement atmosphérique extrême – la phase négative de l’oscillation de l’Atlantique Nord en 2009 à 2010, ce qui peut avoir contribué à déplacer les eaux de surface et le sargasse de la mer Sargasso vers le sud dans l’Atlantique tropical.

Cependant, les chercheurs avertissent qu’il n’y a aucune preuve directe de ce mouvement. De plus, les données génétiques et morphologiques suggèrent que certaines populations de sargasses, en particulier la dominante St. nager SSP. Wingiétaient déjà présents dans l’Atlantique tropical avant 2011, indiquant que cette région peut avoir eu un rôle négligé dans le développement précoce du GASB.

« L’expansion du Sargasse n’est pas seulement une curiosité écologique – elle a de réels impacts sur les communautés côtières. Les fleurs massives peuvent obstruer les plages, affecter les pêcheries et le tourisme et poser des risques pour la santé », a déclaré Lapointe. « Comprendre pourquoi Sargassum se développe autant est crucial pour gérer ces impacts. Notre examen aide à relier les points entre la pollution des nutriments terrestres, la circulation océanique et l’expansion sans précédent du Sargasse dans tout un bassin océanique. »

Ce travail a été financé par le Florida Department of Emergency Management, les États-Unis Environmental Protection Agency, le South Florida Program Project et le programme de surveillance et de réponse à l’événement de la NOAA pour le programme nocif d’algues. Les études historiques incluses dans la revue ont été financées par le programme de biologie et de biogéochimie de la NASA et le programme de prévisions écologiques, le programme scientifique de restauration de la NOAA, la National Science Foundation, la plaque d’immatriculation spécialisée de « Save Our Seas » et les fonds discrétionnaires, accordés par le Harbour Branch Institute Foundation, et une bourse Red Wright de la station biologique de Bermuda.