Comment le phytoplancton domine les océans ? Des chercheurs grenoblois ont la réponse

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EN BREF – On sait désormais quel mécanisme est à l’origine de la photosynthèse chez le phytoplancton. Les travaux, menés par une équipe de chercheurs internationale dont des scientifiques grenoblois, permettent de mieux comprendre pourquoi ces organismes végétaux unicellulaires dominent les océans depuis la nuit des temps. Reste désormais à savoir comment ils s’adapteront aux conséquences des changements climatiques alors que l’océan joue un rôle clé dans la régulation du climat…

 

 

 

Les scien­ti­fiques com­mencent à per­cer les mys­tères de la pho­to­syn­thèse chez le phy­to­planc­ton. Si le méca­nisme est bien connu chez les plantes ter­restres, il res­tait encore une énigme chez leurs cou­sines aqua­tiques. Cette énigme vient d’être levée : une équipe inter­na­tio­nale de cher­cheurs dont font par­tie des scien­ti­fiques gre­no­blois* s’est pour cela pen­chée sur une espèce de diato­mée, Phaeodactylum tri­cor­nu­tum.

 

Le phytoplancton joue un rôle majeur dans la régulation du climat © CNRS Photothèque, Claude Carré

Le phy­to­planc­ton joue un rôle majeur dans la régu­la­tion du cli­mat. © CNRS Photothèque, Claude Carré

 

La pho­to­syn­thèse, c’est ce qui a per­mis la colo­ni­sa­tion des terres et des océans par les plantes et le phy­to­planc­ton. Un méca­nisme remar­quable de pro­duc­tion d’énergie chi­mique à par­tir d’énergie lumi­neuse, rendu pos­sible grâce à deux petites usines pho­to­chi­miques. A une condi­tion : que ces deux pho­to­sys­tèmes ne soient pas en contact, afin d’éviter les courts-cir­cuits qui dimi­nuent la pho­to­syn­thèse. Chez les plantes, on savait qu’ils étaient sépa­rés par des struc­tures. Des élé­ments que, jusque-là, les scien­ti­fiques pen­saient inexis­tants chez les orga­nismes végé­taux aqua­tiques.

 

 

Une photosynthèse encore plus efficace

 

 

Comment le phy­to­planc­ton pou­vait-il donc être res­pon­sable de la moi­tié de la pho­to­syn­thèse sur Terre ? « En adap­tant dif­fé­rentes approches d’imagerie cel­lu­laire à haute réso­lu­tion appli­quées à la diato­mée Phaeodactylum tri­cor­nu­tum, les cher­cheurs ont été en mesure de déve­lop­per un modèle 3D du sys­tème pho­to­syn­thé­tique des diato­mées », pré­cise le CNRS dans un com­mu­ni­qué. « Ils ont ainsi observé l’existence de micro-domaines qui séparent, comme chez les plantes, les deux pho­to­sys­tèmes, per­met­tant une pho­to­syn­thèse encore plus effi­cace. »

 

Les scien­ti­fiques ont ainsi mis à jour le méca­nisme qui per­met aux diato­mées de pro­duire chaque jour 20 % de l’oxygène libéré sur Terre, et de répondre par là même à la ques­tion de leur domi­na­tion dans les océans depuis cent mil­lions d’années.

 

© BP Statistical Review

La ques­tion est loin d’être ano­dine. L’océan joue un rôle clé dans la régu­la­tion du cli­mat. Réservoir de car­bone, il contient même cin­quante fois plus de car­bone que l’at­mo­sphère et com­pense plus de la moi­tié des émis­sions de CO2. Et ce en grande par­tie grâce à ses orga­nismes marins, algues, planc­ton et bac­té­ries qui, grâce à la pho­to­syn­thèse, recyclent le car­bone dans la chaîne ali­men­taire.

 

Les cher­cheurs ont donc ouvert une porte. Et s’at­tèlent désor­mais à déve­lop­per ce modèle 3D de la pho­to­syn­thèse qui leur per­met­tra notam­ment de com­prendre com­ment ces orga­nismes uni­cel­lu­laires vont s’adapter aux consé­quences des chan­ge­ments cli­ma­tiques.

 

PC

 

 

 

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