Un nouveau modèle océanique mondial pourrait aider à comprendre l’effet du cycle jour-nuit sur le réseau alimentaire mondial : Détails

Le phytoplancton – organismes photosynthétiques – utilise la lumière du soleil pour vivre et se développer. Ils constituent un élément crucial du réseau alimentaire, considéré comme le fondement de toute vie sur la planète. Mais, lorsqu’il s’agit de développer des modèles de biogéochimie océanique globale, les scientifiques ont tendance à négliger le cycle lumineux jour/nuit (diel), même s’il est essentiel pour la photosynthèse des producteurs primaires de l’océan. Cette lacune vient d’être comblée par des scientifiques du Marine Biological Laboratory (MBL), qui ont intégré le cycle diel lors de l’élaboration de leurs modèles visant à analyser ses effets sur le phytoplancton.

L’équipe pense que la compréhension du processus par lequel le phytoplancton obtient son énergie à la base du réseau alimentaire peut aider à éclairer les interactions du reste du réseau alimentaire global de l’océan.

Dans leur modèle, les 15 types de phytoplancton simulés ont été exposés aux cycles naturels de lumière et d’obscurité de l’océan mondial. L’équipe l’a ensuite comparé à une simulation témoin utilisant le même modèle de phytoplancton. Cependant, cette fois, la période de lumière a été maintenue à une moyenne de 24 heures.

Le phytoplancton simulé avait des cellules de tailles différentes et était divisé en deux groupes différents, à savoir les glaneurs et les opportunistes, ayant deux grandes stratégies écologiques. Alors que les glaneurs simulaient des cellules plus petites ayant une forte affinité avec les nutriments, les opportunistes simulaient de grandes cellules ayant un taux de croissance maximal plus élevé mais une faible affinité avec les nutriments.

Les résultats ont révélé que le cycle diurne affectait effectivement le phytoplancton simulé. “Nous savons que de nombreuses caractéristiques des différents phytoplanctons sont basées sur le cycle jour/nuit. Certains dinoflagellés vont plus loin [in the water column] pour obtenir plus de nutriments, puis remontent pour faire de la photosynthèse. D’autres stockent le carbone pendant la journée, afin de pouvoir l’utiliser la nuit”, a déclaré Ioannis Tsakalakis, chercheur postdoctoral à l’Ecosystems Center.

Tsakalakis est le premier auteur de l’étude publiée dans Global Ecology and Biogeography.

L’étude a également trouvé un lien entre les cycles diels et les concentrations plus élevées de nutriments limités. Cela indique que les opportunistes simulés étaient plus nombreux que les glaneurs à des latitudes plus basses (-40° à 40°) par rapport à la simulation de contrôle. On a observé que ce mécanisme était moins important à des latitudes plus élevées. Ici, les effets du cycle saisonnier de la lumière ont eu plus d’impact que le cycle diel.

Selon le scientifique principal du MBL, Joe Vallino, le modèle peut aider à améliorer notre compréhension du fonctionnement de l’océan. Il a ajouté qu’avec de meilleurs modèles, les scientifiques pourraient être en mesure de découvrir des solutions possibles au changement climatique tout en évitant les conséquences involontaires.