Jelena Godrijan effectue des mesures sur les coccolithophores lors d’expériences à long terme au Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. Les travaux ont conduit à la découverte de la façon dont certaines espèces d’algues unicellulaires ont survécu à la dernière extinction de masse, une découverte qui pourrait changer notre compréhension des processus océaniques mondiaux. Crédit : Laboratoire Bigelow pour les sciences océaniques
Il y a plus de 66 millions d’années, un impact d’astéroïde a entraîné l’extinction de près des trois quarts de la vie sur Terre. Le peu de vie qui restait a dû lutter, et la recherche sur sa ténacité peut fournir des informations clés sur la façon dont les organismes survivent aux défis environnementaux. Dans une nouvelle étude, des scientifiques du laboratoire Bigelow pour les sciences océaniques ont découvert comment certaines espèces d’algues unicellulaires ont survécu à l’extinction massive, une découverte qui pourrait changer notre compréhension des processus océaniques mondiaux.
Les coccolithophores, comme la plupart des algues, sont photosynthétiques et utilisent l’énergie du soleil pour fabriquer de la nourriture. Cependant, les conséquences de l’impact de l’astéroïde auraient recouvert la planète de plusieurs mois d’obscurité, une condamnation à mort pour la plupart des organismes photosynthétiques du monde. En combinaison avec d’autres effets de retombées, cela a causé l’extinction de plus de 90 pour cent de toutes les espèces de coccolithophores, certains des organismes les plus influents de l’océan. Cependant, d’autres ont enduré.
Dans le cadre de la nouvelle étude, l’équipe a mené des expériences en laboratoire qui ont montré que certains coccolithophores pouvaient survivre sans lumière. Cela a révélé que les organismes doivent avoir un autre moyen de produire l’énergie et le carbone dont ils ont besoin.
“Nous sommes restés bloqués sur un paradigme selon lequel les algues ne sont que des organismes photosynthétiques, et pendant longtemps leur capacité à se nourrir autrement a été ignorée”, a déclaré Jelena Godrijan, la première auteure de l’article, qui a mené la recherche en tant que scientifique postdoctorale au laboratoire Bigelow. . “Faire pousser les coccolithophores et survivre dans le noir est incroyable pour moi, surtout si vous pensez à la façon dont ils ont réussi à survivre alors que des animaux comme les dinosaures ne l’ont pas fait.”
L’étude a révélé comment certaines espèces de coccolithophores pourraient utiliser des composés organiques auparavant non reconnus comme sources de carbone au lieu du dioxyde de carbone, ce que les plantes utilisent habituellement. Ils peuvent traiter les composés organiques dissous et les utiliser immédiatement dans un processus appelé osmotrophie. Les résultats peuvent expliquer comment ces organismes survivent dans des conditions sombres, comme après l’impact d’un astéroïde, ou au fond de l’océan, là où la lumière du soleil peut atteindre.
La recherche a été publiée dans la revue New Phytologist et co-écrite par deux autres chercheurs du laboratoire Bigelow, le chercheur scientifique principal William Balch et l’associé de recherche principal David Drapeau. Il a des implications de grande envergure pour la vie dans l’océan.
Les coccolithophores font partie intégrante des processus qui contrôlent l’océan et l’atmosphère mondiaux, y compris le cycle du carbone. Ils absorbent le dioxyde de carbone dissous de l’atmosphère, qui est transporté au fond de l’océan lorsqu’ils meurent.
“C’est extrêmement important pour la distribution du dioxyde de carbone sur Terre”, a déclaré Balch. “Si nous n’avions pas cette pompe à carbone biologique, le dioxyde de carbone dans notre atmosphère serait bien plus élevé qu’il ne l’est maintenant, probablement plus de deux fois plus.”
Les coccolithophores jouent également un rôle important dans l’atténuation de l’acidité des océans, qui peut affecter négativement des organismes comme les coquillages et les coraux. Les algues unicellulaires éliminent le carbone de l’eau pour construire autour d’elles des plaques minérales protectrices faites de calcaire, qui coulent lorsqu’elles meurent. Le processus pompe efficacement l’alcalinité plus profondément dans l’océan, ce qui renforce chimiquement la capacité de l’eau à résister à l’acidité.
La nouvelle étude a révélé que les algues absorbent également du carbone provenant de sources auparavant non reconnues plus profondément dans la colonne d’eau. Cela pourrait relier les coccolithophores à un nouvel ensemble de processus mondiaux et soulève des questions fondamentales sur leur rôle dans l’océan.
“Les coccolithophores sont intégrés dans les cycles mondiaux d’une manière que nous n’aurions jamais imaginée”, a déclaré Balch. «Cette recherche change vraiment ma perception des réseaux trophiques dans les régions sombres où la photosynthèse ne se produit clairement pas. Cela change le paradigme.
Les chercheurs souhaitent ensuite effectuer des expériences océaniques pour observer comment les coccolithophores absorbent les nutriments dans leur environnement naturel, en particulier dans l’obscurité. Godrijan espère que son travail aidera à en révéler davantage sur les organismes, leur importance et leur rôle complexe sur notre planète.
“Les coccolithophores sont des créatures minuscules, minuscules, mais ils ont des impacts si énormes sur toute la vie que la plupart des gens ne sont même pas conscients”, a déclaré Godrijan. “Cela me donne de l’espoir pour nos propres vies de voir comment de si petites choses peuvent avoir une telle influence sur la planète.”
Référence : « Osmotrophie du carbone organique dissous par les coccolithophores dans l’obscurité » par Jelena Godrijan, David T. Drapeau et William M. Balch, 16 novembre 2021, Nouveau phytologue.
DOI : 10.1111/nph.17819
