Les coccolithophores sont des algues microscopiques qui forment de minuscules plaques de calcaire, appelées coccolithes, autour de leurs cellules individuelles. La forme et la taille des coccolithes varient selon les espèces. Après leur mort, les coccolithophores coulent au fond de l’océan et leurs coccolithes s’accumulent dans les sédiments, qui enregistrent fidèlement l’évolution détaillée de ces organismes au cours des temps géologiques.
Une équipe de scientifiques dirigée par des chercheurs du CNRS[1] montrer, dans un article publié dans La nature le 1st de décembre 2021, que certaines variations de l’orbite terrestre ont influencé l’évolution des coccolithophores. Pour y parvenir, pas moins de 9 millions de coccolithes, couvrant un intervalle de 2,8 millions d’années et plusieurs endroits dans l’océan tropical, ont été mesurés et classés à l’aide de techniques de microscope automatisé et d’intelligence artificielle.
Les coccolithophores, un constituant important du plancton, ont évolué au rythme de l’excentricité orbitale de la Terre. Crédit : Luc Beaufort / CNRS / CEREGE
Les chercheurs ont observé que les coccolithes subissaient des cycles de diversité plus ou moins grande en taille et en forme, avec des rythmes de 100 et 400 000 ans. Ils proposent aussi une cause : la forme plus ou moins circulaire de l’orbite de la Terre autour du Soleil, qui varie aux mêmes rythmes. Ainsi, lorsque l’orbite terrestre est plus circulaire, comme c’est le cas aujourd’hui (on parle de faible excentricité), les régions équatoriales présentent peu de variations saisonnières, et des espèces peu spécialisées dominent tous les océans.
Inversement, à mesure que l’excentricité augmente et que des saisons plus prononcées apparaissent près de l’équateur, les coccolithophores se diversifient en de nombreuses espèces spécialisées, mais produisent collectivement moins de calcaire. Surtout, en raison de leur abondance et de leur répartition mondiale, ces organismes sont responsables de la moitié du calcaire (carbonate de calcium, en partie composé de carbone) produit dans les océans et jouent donc un rôle majeur dans le cycle du carbone et dans la détermination de la chimie des océans.
La diversité des coccolithophores et leur production collective de calcaire ont évolué sous l’influence de l’excentricité orbitale de la Terre, qui détermine l’intensité des variations saisonnières près de l’équateur. En revanche, aucun lien avec le volume global de glace ou la température n’a été trouvé. Ce n’est donc pas le changement climatique global qui a dicté l’évolution des micro-algues mais peut-être l’inverse à certaines périodes. Crédit : Luc BEAUFORT / CNRS / CEREGE
Il est donc probable que les schémas d’abondance cyclique de ces producteurs de calcaire aient joué un rôle clé dans les climats anciens, et puissent expliquer des variations climatiques jusque-là mystérieuses au cours des périodes chaudes passées. Autrement dit, en l’absence de glace, l’évolution biologique des micro-algues aurait pu dicter le tempo des climats. Cette hypothèse reste à confirmer.
Remarques
- Based at Centre Européen de Recherche et d’Enseignement des Géosciences de l’Environnement (CNRS/Aix-Marseille Université/IRD/INRAE/Collège de France) and in collaboration with scientists from Rutgers University (USA).
Référence : « Evolution cyclique du phytoplancton forcée par les changements de saisonnalité tropicale » 1er décembre 2021, Nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-04195-7
