Qu'est-ce que le phytoplancton ? La plupart des phytoplanctons sont trop petits pour être vus à l'œil nu. Cependant, en quantité suffisante, certaines espèces peuvent apparaître comme des taches colorées à la surface de l'eau, en raison de la teneur en chlorophylle à l'intérieur de leurs cellules et en pigments auxiliaires tels que les phycobiliprotéines ou les xanthophylles.
Qu'est-ce que le phytoplancton
Le phytoplancton est un organisme biotique microscopique photosynthétique qui vit dans la couche d'eau supérieure de presque tous les océans et lacs de la Terre. Ils sont les créateurs de composés organiques à partir du dioxyde de carbone dissous dans l'eau - c'est-à-dire les initiateurs du processus qui maintient le réseau trophique aquatique.
Photosynthèse
Le phytoplancton obtient de l'énergie grâce à la photosynthèse et doit donc vivre dans une couche de surface bien éclairée (appelée zone euphotique) d'un océan, d'une mer, d'un lac ou d'une autre masse d'eau. Le phytoplancton représente environ la moitié de tousactivité photosynthétique sur terre. Sa fixation cumulative d'énergie dans les composés carbonés (production primaire) est à la base de la grande majorité des chaînes alimentaires océaniques et de nombreuses chaînes alimentaires d'eau douce (la chimiosynthèse étant une exception notable).
Espèce Unique
Bien que presque toutes les espèces de phytoplancton soient des photoautotrophes exceptionnels, certaines sont des mitotrophes. Ce sont généralement des espèces non pigmentées qui sont en fait hétérotrophes (ces dernières sont souvent considérées comme du zooplancton). Les plus connus sont les genres de dinoflagellaires tels que Noctiluca et Dinophysis, qui obtiennent du carbone organique en ingérant d'autres organismes ou des détritus.
Signification
Le phytoplancton absorbe l'énergie du soleil et les nutriments de l'eau pour produire sa propre nourriture. Lors de la photosynthèse, de l'oxygène moléculaire (O2) est libéré dans l'eau. On estime qu'environ 50% ou 85% de l'oxygène mondial provient de la photosynthèse du phytoplancton. Le reste est produit par photosynthèse par les plantes terrestres. Pour comprendre ce qu'est le phytoplancton, il faut être conscient de sa grande importance pour la nature.
Relation avec les minéraux
Le phytoplancton dépend fortement des minéraux. Il s'agit principalement de macronutriments tels que le nitrate, le phosphate ou l'acide silicique, dont la disponibilité est déterminée par l'équilibre entre la pompe dite biologique et la remontée des eaux profondes riches en nutriments. Cependant, dans de vastes zonesDans les océans tels que l'océan Austral, le phytoplancton est également limité par le manque de fer, un micronutriment. Cela a conduit certains scientifiques à préconiser la fertilisation du fer comme moyen de contrecarrer l'accumulation de dioxyde de carbone (CO2) produit par l'homme dans l'atmosphère.
Les scientifiques ont expérimenté l'ajout de fer (généralement sous forme de sels tels que le sulfate ferreux) à l'eau pour favoriser la croissance du phytoplancton et éliminer le CO2 atmosphérique dans l'océan. Cependant, les différends sur la gestion des écosystèmes et l'efficacité de la fertilisation en fer ont ralenti ces expériences.
Variété
Le terme "phytoplancton" recouvre tous les micro-organismes photoautotrophes des chaînes alimentaires aquatiques. Cependant, contrairement aux communautés terrestres où la plupart des autotrophes sont des plantes, le phytoplancton est un groupe diversifié comprenant des eucaryotes protozoaires tels que les procaryotes eubactériens et archéobactériens. Il existe environ 5 000 espèces connues de phytoplancton marin. La façon dont cette diversité a évolué malgré des ressources alimentaires limitées n'est pas encore claire.
Les groupes de phytoplancton les plus importants comprennent les diatomées, les cyanobactéries et les dinoflagellés, bien que de nombreux autres groupes d'algues soient représentés dans ce groupe très diversifié. Un groupe, les coccolithophoridés, est responsable (en partie) de la libération de quantités importantes de sulfure de diméthyle (DMS) dans l'atmosphère. Le DMS s'oxyde pour former du sulfate qui, dans les zones à faible concentration de particules d'aérosol, peutcontribuent à l'émergence de zones particulières de condensation de l'air, ce qui entraîne principalement une augmentation de la nébulosité et du brouillard au-dessus de l'eau. Cette propriété est également caractéristique du phytoplancton lacustre.
Tous les types de phytoplancton maintiennent différents niveaux trophiques (c'est-à-dire alimentaires) dans différents écosystèmes. Dans les régions océaniques oligotrophes telles que la mer des Sargasses ou l'océan Pacifique Sud, le phytoplancton le plus courant est constitué de petites espèces unicellulaires appelées picoplancton et nanoplancton (également appelés picoflagellés et nanoflagellés). Le phytoplancton est principalement compris comme les cyanobactéries (Prochlorococcus, Synechococcus) et les picoeucaryotes tels que Micromonas. Dans les écosystèmes plus productifs, les grands dinoflagellés sont à la base de la biomasse phytoplanctonique.
Influence sur la composition chimique de l'eau
Au début du XXe siècle, Alfred C. Redfield a trouvé des similitudes entre la composition élémentaire du phytoplancton et les principaux nutriments dissous dans l'océan profond. Redfield a suggéré que le rapport carbone/azote/phosphore (106:16:1) dans l'océan est contrôlé par les exigences du phytoplancton, car le phytoplancton libère ensuite de l'azote et du phosphore lors de sa reminéralisation. Ce soi-disant «rapport de Redfield» décrivant la stoechiométrie du phytoplancton et de l'eau de mer est devenu un principe fondamental pour comprendre l'évolution de l'écologie marine, de la biogéochimie et de ce qu'est le phytoplancton. Cependant, le coefficient de Redfield n'est pas une valeur universelle et peut diverger en raison de changements dans la composition des nutriments exogènes et des microbes.dans l'océan. La production de phytoplancton, comme le lecteur devrait déjà le comprendre, affecte non seulement le niveau d'oxygène, mais aussi la composition chimique de l'eau de mer.
Caractéristiques biologiques
La stoechiométrie dynamique inhérente aux algues unicellulaires reflète leur capacité à stocker les nutriments dans un réservoir interne et à modifier la composition de l'osmolite. Différents composants cellulaires ont leurs propres caractéristiques stoechiométriques uniques, par exemple, les dispositifs de collecte de données sur les ressources (lumière ou nutriments) tels que les protéines et la chlorophylle contiennent une forte concentration d'azote mais une faible teneur en phosphore. Pendant ce temps, les mécanismes de croissance génétique tels que l'ARN ribosomique contiennent de fortes concentrations d'azote et de phosphore (N et P, respectivement). La chaîne alimentaire phytoplancton-zooplancton, malgré la différence entre ces deux types de créatures, est à la base de l'écologie des espaces aquatiques de la planète.
Cycles de vie
Selon la répartition des ressources, le phytoplancton est classé en trois stades de vie: survie, floraison et consolidation. Le phytoplancton survivant a un rapport N:P (azote et phosphore) élevé (> 30) et contient de nombreux mécanismes de collecte de ressources pour soutenir la croissance lorsque les ressources sont rares. Le phytoplancton en floraison a un faible rapport N:P (<10) et est adapté à une croissance exponentielle. Le phytoplancton consolidé a un rapport N: P à Redfield similaire et contient un rapport relativement égal de mécanismes de croissance et d'accumulation de ressources.
Présent et futur
Une étude publiée dans Nature en 2010 a révélé que le phytoplancton marin a considérablement diminué dans les océans du monde au cours du siècle dernier. On estime que les concentrations de phytoplancton dans les eaux de surface ont diminué d'environ 40 % depuis 1950 à un rythme d'environ 1 % par an, peut-être en réponse au réchauffement des océans. L'étude a suscité la controverse parmi les scientifiques et a conduit à des débats houleux. Dans une étude ultérieure de 2014, les auteurs ont utilisé une vaste base de données de mesures et révisé leurs méthodes d'analyse pour répondre à plusieurs critiques publiées, mais ont abouti à des conclusions tout aussi inquiétantes: le nombre d'algues phytoplanctoniques diminue rapidement.
