Le rôle du phytoplancton dans les écosystèmes marins

Le phytoplancton, c'est des petites plantes qu'on trouve dans les eaux océaniques. Elles jouent un rôle super important dans la chaîne alimentaire marine, qui est un réseau de vie dans l'océan. Ces petits trucs forment la base de la chaîne alimentaire, nourrissant des animaux comme le zooplancton, qui sont ensuite mangés par des poissons plus gros et d'autres créatures marines. La croissance, la quantité et les types de phytoplancton dépendent de conditions comme la lumière et les Nutriments dans l'eau.

#Importance des eaux côtières

Dans les régions tropicales comme l'océan Pacifique, les eaux côtières près des îles reçoivent plein de nutriments. Cette augmentation de nutriments peut venir de plusieurs sources, y compris les courants océaniques, le mélange des couches d'eau, et même des activités humaines. Ces nutriments soutiennent plus de phytoplancton, ce qui soutient à son tour d'autres vies marines, rendant ces zones super importantes pour les pêcheries locales et la Biodiversité.

La présence de phytoplancton est cruciale car elle aide à maintenir des écosystèmes marins sains. Plus de phytoplancton peut signifier plus de poissons et d'autres ressources marines essentielles pour que les communautés insulaires prospèrent.

#Changements dans les eaux des océans ouverts

Actuellement, il y a des changements significatifs qui se produisent dans l'océan ouvert à cause du changement climatique. L'augmentation des températures de la mer peut créer des couches d'eau qui ne se mélangent pas bien. Ce manque de mélange empêche les nutriments d'atteindre la surface où vit le phytoplancton, entraînant moins de productivité dans ces zones. Du coup, il y a de plus grandes zones de l'océan qui n'ont presque pas de nutriments, souvent appelées "déserts océaniques".

Ce déclin du phytoplancton peut causer un effet boule de neige dans la chaîne alimentaire. Par exemple, on pourrait voir une diminution de 14 % des populations de zooplancton d'ici 2100, ce qui aurait de graves conséquences pour les pêcheries, réduisant potentiellement les supplies de poissons mondiaux de 20 % d'ici 2300.

#Phytoplancton petit vs phytoplancton grand

Il y a deux grands types de phytoplancton : les petits comme Prochlorococcus et Synechococcus, et les plus gros comme les diatomées. On s'attend à ce que les petits Phytoplanctons prospèrent dans des conditions plus chaudes et pauvres en nutriments, tandis que les plus gros phytoplanctons pourraient avoir du mal. Comme les petits phytoplanctons sont souvent trop minuscules pour être mangés par les plus gros animaux, ils comptent sur des herbivores plus petits pour être consommés. Ça peut créer des chaînes alimentaires plus longues, qui ne transfèrent peut-être pas l'énergie aussi efficacement aux plus gros organismes.

Au contraire, les plus gros phytoplanctons, comme les diatomées, peuvent être mangés directement par de petits animaux comme les copépodes. Ça veut dire que les poissons peuvent plus facilement se nourrir de plus gros phytoplanctons, établissant une connexion plus directe dans la chaîne alimentaire.

#Incertitude dans la compréhension des changements

L'impact des changements dans l'océan ouvert sur les eaux côtières n'est pas bien compris. La plupart des études regardent soit les environnements Côtiers, soit ceux de l'océan ouvert, ce qui ne donne pas une vue complète. De plus, les techniques qui aident les scientifiques à mesurer la productivité dans l'océan ouvert n'ont pas encore été adaptées aux eaux côtières. Cela limite notre compréhension de comment ces chaînes alimentaires marines voisines sont affectées.

Les zones côtières, surtout celles qui sont isolées et pauvres en nutriments, pourraient être particulièrement sensibles à ce qui se passe dans l'océan ouvert.

#Besoin d'études détaillées

Pour mieux comprendre comment la disponibilité des nutriments et les types de phytoplancton changent au fil du temps et de l'espace près des îles, on a besoin d'études détaillées. Cette recherche peut nous aider à identifier les changements par rapport aux conditions habituelles et prédire les décalages dans les chaînes alimentaires causés par le changement climatique.

Une étude s'est concentrée sur les eaux autour d'Oʻahu, Hawaiʻi, en regardant comment ces facteurs varient dans différents habitats, allant des environnements estuariens aux eaux au large. Ces zones comprenaient un étang à poissons utilisé pour l'aquaculture traditionnelle et les zones marines environnantes, offrant une vue d'ensemble des communautés de phytoplancton.

#Zones d'étude

La baie de Kāneʻohe, située à Oʻahu, est une zone bien connue riche en récifs coralliens. Cette baie présente des changements brusques dans les conditions de l'eau sur de courtes distances, créant des conditions de vie diverses pour différentes vies marines. L'eau douce des ruisseaux ajoute des nutriments à la baie, et il y a différents schémas de circulation de l'eau qui influencent comment la vie marine se développe.

Un étang à poissons appelé Heʻeia, qui est utilisé pour l'aquaculture depuis environ 800 ans, a également été examiné. Cet étang a un mur qui aide à protéger les jeunes poissons des prédateurs tout en leur permettant de grandir dans un environnement riche en nutriments. L'étude visait à établir une base de compréhension des communautés de phytoplancton en mesurant leur croissance depuis l'étang jusqu'à l'océan ouvert.

#Collecte d'échantillons

Pendant presque quatre ans, des échantillons d'eau ont été prélevés à différentes profondeurs et emplacements dans la baie de Kāneʻohe et les eaux adjacentes au large. Cet échantillonnage étendu a permis aux chercheurs de rassembler des données sur les conditions environnementales, les niveaux de nutriments et les communautés de phytoplancton.

Ils ont réalisé une variété de tests pour mesurer des choses comme la température, le pH, la salinité et la concentration de chlorophylle a, qui indique combien de phytoplancton est présent. Ces données ont ensuite été comparées à des données historiques provenant de stations d'échantillonnage voisines pour analyser les changements au fil du temps.

#Résultats clés sur la biogéochimie

L'étude a révélé des différences marquées dans les niveaux de nutriments et la biomasse de phytoplancton entre les eaux côtières de la baie de Kāneʻohe et l'océan ouvert. Les concentrations de chlorophylle a étaient significativement plus élevées dans les zones côtières, indiquant plus de croissance de phytoplancton. Par exemple, les niveaux de chlorophylle a ont beaucoup augmenté dans l'estuaire par rapport aux eaux au large.

Les niveaux de nutriments, comme le silicate et le phosphate, étaient également plus élevés dans les zones côtières, ce qui indique que les apports d'eau douce sont importants pour stimuler la croissance du phytoplancton. En gros, les données ont montré des niveaux de phytoplancton persistants plus élevés dans la baie de Kāneʻohe, soulignant son rôle vital pour soutenir les écosystèmes marins locaux.

#Comptage des cellules microbiennes

L'étude a aussi étudié le nombre de différentes cellules microbiennes dans l'eau. Ils ont trouvé que dans les eaux côtières, il y avait plus de cellules de Synechococcus, tandis que Prochlorococcus était plus commun dans les zones au large. Ces résultats ont mis en évidence comment différents types de phytoplancton pouvaient prospérer dans différents environnements.

Les zones côtières montraient des ratios distincts de pigments de phytoplancton, avec des niveaux plus élevés d'indicateurs spécifiques pour les diatomées et d'autres grands groupes. Ces informations aident à comprendre quel phytoplancton prospère et comment ils sont liés à la productivité générale dans ces eaux.

#Structure de la communauté de phytoplancton

Les chercheurs ont identifié divers types de phytoplancton en se basant sur des données génétiques. Ils ont découvert un total de 505 variétés uniques de phytoplancton pendant leur étude. Les échantillons se sont regroupés en trois types de communautés différents selon leur emplacement : côtier, transition et au large. Chaque groupe montrait des caractéristiques uniques et des conditions biogéochimiques qui influençaient les communautés de phytoplancton.

L'abondance de phytoplancton spécifique variait considérablement entre ces types. Les zones côtières montraient une riche diversité d'espèces, contribuant à la productivité globale des eaux.

#Saisonnalité dans les communautés de phytoplancton

L'étude a révélé des changements saisonniers dans les populations de phytoplancton. Les températures de surface étaient plus fraîches en hiver qu'en été, et le phytoplancton montrait des niveaux d'activité variables selon la saison. Par exemple, certaines espèces, comme Synechococcus, étaient plus abondantes pendant les mois plus chauds, tandis que les diatomées atteignaient leur pic en hiver lorsque les niveaux de nutriments étaient plus élevés.

Ces modèles saisonniers mettent en évidence comment les conditions environnementales influencent les types et les quantités de phytoplancton présents dans un système marin. L'étude a trouvé que les conditions météorologiques, comme l'augmentation des pluies et du vent, pouvaient influencer de manière significative la productivité du phytoplancton.

#Impacts sur les chaînes alimentaires

Comme le phytoplancton est fondamental pour les chaînes alimentaires marines, les changements dans leurs populations peuvent entraîner des changements significatifs à travers l'écosystème. L'augmentation de certains types de phytoplancton peut affecter d'autres organismes qui dépendent d'eux pour se nourrir, influençant les populations de poissons et la biodiversité globale.

Une biomasse de phytoplancton plus élevée peut conduire à une augmentation des populations de poissons et à une chaîne alimentaire plus robuste. D'un autre côté, le déclin du phytoplancton, en particulier des plus grandes espèces comme les diatomées, pourrait signifier moins de nourriture disponible pour les poissons, entraînant des impacts négatifs sur les pêcheries.

#Implications bioculturelles

Les résultats de cette étude sont importants non seulement pour comprendre les écosystèmes marins, mais aussi pour les pratiques culturelles à Hawaiʻi. Les infos recueillies peuvent aider les communautés locales à mieux gérer les ressources et à considérer comment les changements dans la dynamique du phytoplancton affectent les pratiques d'aquaculture traditionnelles.

Les efforts pour restaurer et gérer ces environnements côtiers sont essentiels pour s'assurer que les fonctions écologiques continuent de soutenir les cultures et les économies locales. En comprenant comment la croissance du phytoplancton est influencée par les conditions changeantes, les communautés peuvent mieux adapter leurs pratiques et protéger leurs ressources marines.

#Conclusion

Le phytoplancton est une partie clé de l'écosystème océanique, soutenant les chaînes alimentaires et les pêcheries locales. Les changements dans leurs populations dus aux variations climatiques et à la disponibilité des nutriments peuvent avoir des effets en cascade sur la vie marine.

L'étude des communautés de phytoplancton dans la baie de Kāneʻohe a fourni des insights précieux sur les relations entre les facteurs environnementaux et la santé des écosystèmes marins, ainsi que l'importance de ces systèmes pour les communautés locales.

Comprendre et surveiller ces changements est vital pour la gestion et la protection des ressources marines maintenant et dans le futur.