Les créateurs de bouffe cachés de l'océan
Découvre comment de minuscules organismes fabriquent de la nourriture dans les profondeurs de l'océan.
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Table des matières
- L'Ingrédient Secret : Le Carbone dans l'Océan
- D'où Vient la Nourriture ?
- Les Aides Cachées : La Fixation de DIC Sombre
- Le Mystère de l'Ammoniac
- Mesurer Ce Qui Se Passe En Bas
- Le Voyage à Travers l'Océan
- Qu'ont-ils Trouvé ?
- Le Rôle d'Autres Acteurs
- Pourquoi C'est Important
- Conclusion : Les Petits Héros de l'Océan
- Source originale
L'océan, c'est pas juste un grand espace bleu plein de poissons et de sel. Sous les vagues, y'a tout un monde de petites créatures qui font leur truc. Un de ces groupes s'appelle le Phytoplancton, ce sont un peu les petites usines vertes de la mer. Ils utilisent la lumière du soleil pour produire de la nourriture et de l'oxygène, qui est super important pour la vie sur Terre.
Mais toute la production de nourriture dans l'océan ne se fait pas à la lumière du soleil. Certaines petites bestioles, comme certaines bactéries, peuvent fabriquer de la nourriture même dans le noir. Ce processus de fabrication de nourriture dans l'obscurité s'appelle la fixation de DIC sombre, et c'est un gros truc parce que ça pourrait vouloir dire qu'il y a plus de nourriture dispo dans l'océan qu'on ne le pensait.
L'Ingrédient Secret : Le Carbone dans l'Océan
Alors, c'est quoi l'ingrédient secret dans ce processus de fabrication de nourriture dans l'océan ? C'est un truc qu'on appelle le carbone inorganique dissous (DIC). C'est juste une façon classe de dire qu'il y a du carbone qui flotte dans l'eau. Le phytoplancton et les bactéries qui vivent dans le noir utilisent ce carbone pour survivre.
Les scientifiques pensent que ces bactéries qui vivent dans le noir pourraient être super importantes pour tout l'écosystème océanique. Elles pourraient aider à augmenter la quantité de nourriture dispo dans l'océan jusqu'à 22%. C'est comme trouver des frites en plus dans ton sac à emporter alors que tu pensais avoir commandé une petite portion !
D'où Vient la Nourriture ?
Dans les parties ensoleillées de l'océan où le phytoplancton prospère, y'a plein de lumière pour les aider à créer de la nourriture. Mais qu'en est-il des zones sombres de l'océan où la lumière n'atteint pas ? C'est là que l'approvisionnement en nourriture devient compliqué. Les scientifiques ont remarqué qu'il existe un fossé entre la quantité de nourriture consommée et celle fournie dans ces eaux sombres.
Dans ces zones plus profondes et sombres, les micro-organismes se régalent de matière organique qui tombe d'en haut, mais il semble qu'il n'y ait toujours pas assez de nourriture pour tout le monde. Ça veut dire qu'il faut de nouvelles sources de nourriture pour garder ces petites créatures heureuses et nourries.
Les Aides Cachées : La Fixation de DIC Sombre
Et c'est là que la fixation de DIC sombre entre en jeu. Des études montrent que dans ces zones sombres, certaines bactéries peuvent attraper ce carbone dissous et le transformer en nourriture, presque comme par magie ! Ce processus caché de fabrication de nourriture est réalisé par des bactéries qui peuvent survivre sans lumière, en utilisant des réactions chimiques à la place.
Ces bactéries spéciales peuvent transformer des trucs comme l'Ammoniac provenant de la décomposition de matière organique en nourriture. C'est comme faire un bon ragoût avec des restes. Même sans des sources de nourriture fortes d'en haut, ces bactéries créent les leurs, ce qui aide à maintenir le trafic microbien.
Le Mystère de l'Ammoniac
Alors, tu te demandes peut-être : qu'est-ce qui se passe avec l'ammoniac ? L'ammoniac est un composé souvent associé aux déchets. Cependant, pour nos bactéries qui vivent dans le noir, l'ammoniac est comme un en-cas délicieux qui les aide à créer encore plus de nourriture grâce à un processus appelé Nitrification.
En termes simples, la nitrification, c'est quand les bactéries prennent de l'ammoniac et le transforment en d'autres formes d'azote qui sont utiles pour d'autres micro-organismes. C'est essentiel parce que ça veut dire que le cycle des nutriments continue, permettant à la vie de prospérer même dans les parties les plus sombres de l'océan.
Mesurer Ce Qui Se Passe En Bas
Les scientifiques veulent savoir exactement combien de cette fixation de DIC sombre se produit et comment ça affecte le réseau alimentaire de l'océan. Mais mesurer ces petits processus dans l'océan, c'est pas évident. C'est comme essayer de compter combien de bonbons gélifiés il y a dans un gros bocal sans pouvoir regarder à l'intérieur.
Pour résoudre cette énigme, les scientifiques partent en mer lors de missions de recherche. Ils collectent des échantillons d'eau à différentes profondeurs dans l'océan et les analysent au labo. Ils ajoutent certaines substances chimiques, comme le très classe phenylacetylene, pour voir quel effet ça a sur les bactéries. Ça les aide à savoir combien de nourriture ces bactéries produisent.
Le Voyage à Travers l'Océan
Lors de leurs missions océaniques, les scientifiques ont échantillonné l'océan Pacifique tropical et subtropical oriental à divers endroits, des eaux côtières animées aux zones tranquilles loin des terres. Ils sont comme des explorateurs de l'océan, cherchant des indices sur le fonctionnement de la vie là-bas.
À ces sites de prélèvement, les niveaux d'oxygène varient. À certains endroits, il y a des zones à faible oxygène, comme nager dans une piscine où le fond a une zone sans air - c'est pas génial pour la plupart des créatures. Mais juste au-dessus de ces zones, la chlorophylle (la chose verte qu'on voit dans les plantes) atteint son pic, montrant que la vie végétale prospère, utilisant la lumière du soleil pour créer de la nourriture.
Qu'ont-ils Trouvé ?
Les chercheurs ont découvert que la nitrification, ou la transformation de l'ammoniac, se produit à différentes couches de l'océan, montrant comment les bactéries s'affairent à produire de la nourriture à diverses profondeurs. Ils ont remarqué que dans les zones plus profondes, l'action ralentissait, mais ne s'arrêtait pas. Certaines bactéries parviennent à maintenir leurs processus de fabrication de nourriture même dans les zones épaisses et sombres.
Ils ont mesuré combien de fixation de DIC sombre se produisait et ont trouvé des résultats surprenants. L'oxydation de l'ammoniac contribue à la fixation de DIC sombre, mais ça ne joue pas un rôle énorme. Ça ne représentait qu'une petite partie de la production totale de nourriture là-bas. C'est comme découvrir que les frites en plus dans ton sac n'étaient que quelques-unes de plus que prévu - sympa, mais pas révolutionnaire.
Le Rôle d'Autres Acteurs
Bien que l'oxydation de l'ammoniac aide, ce n'est pas la seule chose en jeu. D'autres processus entrent aussi en jeu. Par exemple, l'oxydation des nitrites, où les bactéries utilisent une autre forme d'azote pour fabriquer de la nourriture, semble compléter l'oxydation de l'ammoniac.
Pour comprendre comment ces processus fonctionnent ensemble, les scientifiques ont mesuré les contributions des deux types de bactéries à la fixation de DIC sombre. Étonnamment, ils ont découvert qu'ensemble, elles pouvaient expliquer une portion significative de ce qui se passe là-bas, même si ce n'est pas autant qu'on aimerait.
Pourquoi C'est Important
Comprendre comment ces minuscules organismes fonctionnent est important pour saisir la santé de l'océan et comment il réagit aux changements, surtout alors que les activités humaines continuent d'impacter l'environnement. L'océan absorbe beaucoup de dioxyde de carbone, ce qui peut entraîner des problèmes comme l'acidification des océans. En apprenant davantage sur ces processus microbiens, on peut mieux prédire ce qui pourrait se passer à l'avenir.
Conclusion : Les Petits Héros de l'Océan
Les minuscules micro-organismes de l'océan, comme nos amis oxydants d'ammoniac, peuvent être petits, mais ils jouent un grand rôle pour garder la vie dans l'océan en mouvement. Leur capacité à produire de la nourriture même dans l'obscurité aide à soutenir tout un réseau de vie, s'assurant que même les profondeurs marines ne sont pas aussi vides qu'on le pensait avant.
Alors, la prochaine fois que tu penses à l'océan, souviens-toi qu'il y a un monde caché et animé là-dessous, occupé à produire de la nourriture et à soutenir la vie-un petit microbe à la fois. Que ce soit à travers le soleil ou l'ammoniac, ces petits héros de l'océan bossent dur pour garder tout à flot.
Titre: Contribution of ammonia oxidizers to inorganic carbon fixation in the dark ocean
Résumé: Ammonia-oxidizing archaea are the most abundant chemolithoautotrophs in the ocean, comprising up to 40% of microbial cells in deep waters, and are assumed to dominate dissolved inorganic carbon (DIC) fixation below the sunlit surface layer. Yet, the supply of reduced nitrogen from particulate organic matter flux from the surface is insufficient to support the amount of nitrification required to sustain measured DIC fixation rates in the dark ocean. The aim of this study was to quantify the contribution of ammonia oxidizers to DIC fixation in the dark ocean. We used phenylacetylene - a specific inhibitor of the ammonia monooxygenase enzyme - to selectively inhibit ammonia oxidizers during two oceanographic expeditions in the eastern tropical and subtropical Pacific Ocean spanning 35{o} N to 10{o} S. We show that ammonia oxidizers contribute only a small fraction to dark DIC fixation, accounting for 2 to 22% of the depth-integrated rates in the eastern tropical Pacific. The highest contributions were observed at the depth of the nitrification maximum, where ammonia oxidation could account for up to 50% of dark DIC fixation. Our results help to reconcile the observed discrepancies between nitrogen supply and DIC fixation at depth, and provide a new perspective on global ocean chemolithoautotrophy, revealing that the majority of DIC fixation within the lower euphotic zone and below 200 m depth is not fueled by ammonia oxidation. SignificanceMicrobes in the ocean play important roles in the global carbon cycle and the oceans capacity to sequester carbon. Despite this importance, deciphering the contributions of different microbial metabolic processes to the oceanic carbon budget remains challenging. Particularly in the dark ocean, large discrepancies between organic matter fluxes and measured microbial metabolic rates are observed. We show that abundant chemoautotrophs - ammonia-oxidizing microbes - contribute only a small fraction to dark carbon fixation in the Pacific Ocean, challenging the current view that carbon fixation in the dark ocean is primarily sustained by nitrification. This work advances our understanding of microbial carbon processing, and offers new insights into the long-standing question of the main energy sources fueling carbon fixation in the dark ocean.
Auteurs: Barbara Bayer, Katharina Kitzinger, Nicola L. Paul, Justine B. Albers, Mak A. Saito, Michael Wagner, Craig A. Carlson, Alyson E. Santoro
Dernière mise à jour: 2024-11-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.16.623942
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.16.623942.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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