Une étude récente souligne le rôle crucial des cianobactéries marines dans la production d’oxygène. Cependant, les données révèlent une menace sérieuse en raison de l’augmentation des températures marines, avec des conséquences potentiellement graves sur l’écosystème et la chaîne alimentaire.
Prochlorococcus marinus. Crédit : Wikipedia
Bien souvent, on entend que les forêts – et notamment la Foresta Amazzonica – sont considérées comme les poumons verts de la Terre. Pourtant, la majorité de l’oxygène que nous inhalons provient des microrganismes marins comme les cianobactéries et les algues. Une étude récente publiée dans Nature Microbiology montre que le cianobactérie dominant, ainsi que celui qui assure environ un tiers de l’oxygène mondial, le Prochlorococcus, est gravement menacé par le changement climatique, qui provoque une élévation significative de la température des eaux marines. Selon les auteurs, d’ici la fin du siècle, la productivité de ces cianobactéries pourrait chuter de 51 % aux tropiques, où elles sont les plus présentes, et de 37 % à l’échelle globale. Cela aurait des répercussions majeures sur la production d’oxygène et les équilibres écologiques marins, Prochlorococcus étant au cœur de la chaîne alimentaire. Les conséquences pourraient être désastreuses.
La détermination que le réchauffement climatique pourrait provoquer le déclin du principal microrganisme photosynthétique de notre planète d’ici 2100 a été faite par une équipe de chercheurs américains de l’Université de Washington, en collaboration avec des collègues du département des Sciences de la Terre, de l’Atmosphère et des Planètes du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et du département des ressources terrestres, aériennes et aquatiques de l’Université de Californie. Les chercheurs, sous la direction du professeur François Ribalet, ont atteint ces conclusions après avoir mené une étude approfondie dans les océans.
Au cours de dix ans et d’une centaine de missions, parcourant un total de 240 000 kilomètres, les scientifiques ont étudié le comportement de 800 milliards de cellules du fitoplancton grâce à un dispositif appelé SeaFlow, un cytomètre à flux continu. En utilisant un laser projeté à travers une colonne d’eau, ils ont pu analyser diverses caractéristiques des cellules, telles que leur capacité de multiplication (division mobile) et leurs dimensions. Il est important de noter que Prochlorococcus, dont l’espèce la plus représentative est P. marinus, est considéré comme un picocyanobactérie, ce qui indique que c’est l’un des plus petits. Grâce à cette méthode, il est possible d’étudier les bactéries dans leur environnement naturel sans perturber leurs cycles de vie, produisant ainsi des résultats plus fiables que ceux obtenus en laboratoire.
Au terme de ces observations, le professeur Ribalet et ses collègues ont fait une découverte surprenante qui contredit les croyances précédentes. Ces microrganismes se révèlent en effet prospères dans des environnements chauds, étant la seule ou la principale espèce de fitoplancton de surface dans les zones tropicales et subtropicales. Ils se sont adaptés à cet environnement particulier, malgré la rareté des nutriments en raison d’un phénomène d’upwelling très limité. Face à la crise climatique accentuant les températures maritimes, les scientifiques pensaient que ces cianobactéries s’épanouiraient, mais cela n’est pas le cas. Leur division mobile atteint un optimum entre 19 et 29°, après quoi elle chute drastiquement. En conséquence, leur abondance diminue également. En effet, les espèces de Prochlorococcus supportent mal le stress thermique, probablement en raison de leur génome très minimaliste, adapté à la survie dans un milieu pauvre en nutriments.
Les chercheurs estiment que, avec le réchauffement climatique, ces cianobactéries ne disparaîtront pas, mais se déplaceront vers d’autres régions, peut-être jusqu’aux pôles. Toutefois, elles rencontreront des environnements différents dans les mers et océans plus froids, avec des impacts imprévisibles. De plus, dans les zones tropicales, elles pourraient être remplacées par un autre genre de cianobactéries plus grandes, résistantes à la chaleur, comme les Synechococcus, mais les effets de ce changement sur la chaîne alimentaire et la production d’oxygène restent incertains.
On prévoit qu’au cours des 75 prochaines années, les températures des eaux marines dépasseront le seuil de tolérance pour Prochlorococcus, bouleversant des équilibres qui existent depuis des millions d’années. Sa productivité dans les tropiques pourrait descendre de 17 % (réchauffement modéré) à 51 % (réchauffement extrême), tandis qu’au niveau mondial, un déclin entre 10 et 37 % est envisagé. Les détails de la recherche intitulée “Le réchauffement futur des océans pourrait entraîner de grandes réductions de la biomasse et de la productivité de Prochlorococcus” ont été publiés dans Nature Microbiology.