Recherchez sur tout Techno-Science.net
       
Techno-Science.net : Suivez l'actualité des sciences et des technologies, découvrez, commentez
Catégories
Techniques
Sciences
Encore plus...
Techno-Science.net
Photo Mystérieuse

Que représente
cette image ?
Posté par Isabelle le Jeudi 18/02/2016 à 12:00
Expédition Tara Oceans: le "réseau social" planctonique
L'océan est le plus important puits de carbone de la planète. Une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l'UPMC, de l'Université de Nantes, du VIB, de l'EMBL et du CEA, vient de décrire le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets », c'est-à-dire un petit filet),...) d'organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.). Le catalogue d'organismes planctoniques collectés durant l'expédition Tara Oceans livre ainsi peu à peu ses secrets: aujourd'hui, la première vision globale du réseau d'espèces liées à la pompe (Une pompe est un dispositif permettant d'aspirer et de refouler un fluide.) biologique des océans a mis en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l'expédition de la goélette (Une goélette (ou anciennement goëlette) est un voilier dont le mât de misaine, placé à l'avant du grand mât, est plus court que ce dernier ou de taille égale et...) Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d'un petit nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l'export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l'importance du plancton (Homère désignait les animaux errant à la surface des flots par plankton, du grec ancien πλαγκτός / planktós ou...) dans la machine climatique.


Protistes et larves planctoniques. Ce plancton a été récolté au cours de l'expédition Tara. Le 5 septembre 2009 le bateau Tara est parti de Lorient pour une expédition de 3 ans sur tous les océans du monde (Le mot monde peut désigner :), afin d'étudier la vie (La vie est le nom donné :) microscopique des océans. © Christian SARDET/Tara Océans/CNRS Photothèque

L'océan (Océans stylisé Ωcéans est un documentaire français réalisé par Jacques Perrin et Jacques Cluzaud dont le tournage a commencé en 2004 et...) est le principal puits de carbone planétaire (Un planétaire désigne un ensemble mécanique mobile, figurant le système solaire (le Soleil et ses planètes) en tout ou...) grâce à deux mécanismes principaux: la pompe physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance...), qui entraîne les eaux de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) chargées en gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas...) carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :), et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse (La photosynthèse (grec φῶς phōs, lumière et σύνθεσις sýnthesis, composition) est le processus...), soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d'export de carbone) avant d'atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l'un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d'une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous une forme extracellulaire ou intracellulaire. Sous la forme...), des bactéries (Les bactéries (Bacteria) sont des organismes vivants unicellulaires procaryotes, caractérisées par une absence de noyau et d'organites. La plupart des bactéries possèdent une paroi cellulaire glucidique, le...), des eucaryotes uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l'oxygène (L’oxygène est un élément chimique de la famille des chalcogènes, de symbole O et de numéro atomique 8.) de notre planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la...) et sont à la base de la chaîne alimentaire (Une chaîne alimentaire est une suite d'êtres vivants dans laquelle chacun mange celui qui le précède. Le premier maillon d'une chaîne est très souvent un végétal chlorophyllien. Dans...) océanique qui nourrit les poissons (Les Poissons sont une constellation du zodiaque traversée par le Soleil du 12 mars au 18 avril. Dans l'ordre du zodiaque, elle se situe entre le Verseau...) et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l'intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l'abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l'organisation (Une organisation est) des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.



Protistes divers collectés au cours de l'expédition Tara dans l'océan Indien. Le 5 septembre 2009 le bateau Tara est parti de Lorient pour une expédition de 3 ans sur tous les océans du monde, afin d'étudier la vie microscopique des océans. © Christian SARDET/Tara Océans/CNRS Photothèque

En analysant des échantillons prélevés durant l'expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire (Un travail interdisciplinaire intègre des concepts provenant de différentes disciplines.) réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement "pauvres" en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).), de l'UPMC, de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment où...) de Nantes, du VIB, de l'EMBL et du CEA (liste des laboratoires), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire Le Robert, « Ce que l'on sait pour l'avoir appris, ce que l'on tient pour vrai au sens large. L'ensemble de...) le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie (La cartographie désigne la réalisation et l'étude des cartes géographiques. Le principe majeur de la cartographie est la représentation...) des interactions entre organismes planctoniques . Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier "réseau social (Un réseau social est un ensemble d'entités sociales tel que des individus ou des organisations sociales reliés entre eux par des liens créés lors des interactions sociales. Il se représente...) planctonique" associé à l'export de carbone dans les régions "pauvres" en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l'implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l'export du carbone était jusqu'alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l'analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données (En informatique, une base de données (Abr. : « BD » ou « BDD ») est un lot d'informations stockées dans un dispositif informatique....) Tara Oceans a ainsi permis d'établir que l'abondance relative d'un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l'export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications (la route, le canal ..). Par assimilation, des...) membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique (La matière organique (MO) est la matière carbonée produite en général par des êtres vivants , végétaux, animaux, ou micro-organismes. Il s'agit par exemple des glucides, protides et lipides. À la...). Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.


Protistes planctoniques. Ce plancton a été récolté au cours de l'expédition Tara. Le 5 septembre 2009 le bateau Tara est parti de Lorient pour une expédition de 3 ans sur tous les océans du monde, afin d'étudier la vie microscopique des océans. © Christian SARDET/Tara Océans/CNRS Photothèque

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des...) des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation (Le terme de régulation renvoie dans son sens concret à une discipline technique, qui se rattache au plan scientifique à l'automatique.) du climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de...). Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d'une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) de la surface au fond de l'océan (Un océan est souvent défini, en géographie, comme une vaste étendue d'eau salée. En fait, il s'agit plutôt d'un volume, dont l'eau est en permanence renouvelée par des courants marins....), saisonnalité du processus...).

Commentez et débattez de cette actualité sur notre forum Techno-Science.net. Vous pouvez également partager cette actualité sur Facebook, Twitter et les autres réseaux sociaux.
Icone partage sur Facebook Icone partage sur Twitter Partager sur Messenger Icone partage sur Delicious Icone partage sur Myspace Flux RSS
Source: CNRS-INSU