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Océan : la vie au sein des sédiments marins largement surestimée

On sait que la vie prospère au sein des sédiments marins, mais les populations de bactéries et d'archées auraient été largement surestimées. De nouveaux chiffres tenant mieux compte de l’environnement ont été publiés. La Terre abriterait deux fois moins d’organismes unicellulaires qu'on ne le pensait jusqu'alors !

La campagne d'échantillonnage dans la gyre du Pacifique nord a été menée à partir du navire océanographique RV Knorr. Ce vaisseau est équipé d'un système à piston permettant la réalisation de carottes de sédiments longues de 46 m. © Woods Hole Oceanographic Institution La campagne d'échantillonnage dans la gyre du Pacifique nord a été menée à partir du navire océanographique RV Knorr. Ce vaisseau est équipé d'un système à piston permettant la réalisation de carottes de sédiments longues de 46 m. © Woods Hole Oceanographic Institution

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Le plancher océanique délimite le fond des océans, mais pas pour autant la fin de présence de la vie. Parfois d'une épaisseur supérieure à 3 km, les sédiments marins abriteraient en effet l'écosystème le plus peuplé au monde. Ses habitants sont des bactéries et archées pouvant entre autres oxyder la matière organique, extraire des composés soufrés de l'eau et produire du méthane.

Un géomicrobiologiste dénommé William Whitman de l'University of Georgia à Athens a tenté d'estimer en 1998 le nombre approximatif d’organismes unicellulaires peuplant ce milieu. Le chiffre qu'il publia dans la revue Pnas, 35,5×1029 cellules, est astronomique. Presque 15 ans plus tard, une nouvelle étude menée par Jens Kallmeyer de l'University of Potsdam vient de revoir ce chiffre à la baisse en le réduisant de 92 %. Cette information a également été publiée dans la revue Pnas.

Nombre de bactéries et archées vivant au sein des sédiments marins de la planète (sur 1 m de profondeur). Les valeurs (voir échelle colorimétrique à droite) sont exprimées en log10 de cellules par cm3. © Adapté de Jens Kallmeyer et al. 2012, Pnas
Nombre de bactéries et archées vivant au sein des sédiments marins de la planète (sur 1 m de profondeur). Les valeurs (voir échelle colorimétrique à droite) sont exprimées en log10 de cellules par cm3. © Adapté de Jens Kallmeyer et al. 2012, Pnas

Près de 50 % de bactéries et archées en moins sur Terre

Plusieurs faiblesses méthodologiques pourraient avoir faussé les résultats précédents et causé les surestimations faites par William Whitman. Premièrement, les prélèvements de sédiments ont bien souvent été réalisés à proximité des côtes bordant l’est du Pacifique équatorial. Or, cette région est riche en nutriments, apportés par des upwellings, ce qui est particulièrement favorable au développement de la vie microbienne. La seconde erreur a été d’extrapoler les résultats des comptages faits en ces lieux à l’ensemble de la planète, malgré l’existence de vastes régions océaniques considérées comme des déserts nutritifs.

Pour se démarquer des travaux antérieurs, Jens Kallmeyer a donc réalisé ses carottages aux lieux « habituels », mais également au sein de la gyre du Pacifique sud, une région particulièrement pauvre en éléments nutritifs (0,1 à 1 m de sédimentation tous les million d’années), et de la gyre du Pacifique nord. Tous les organismes vivant dans le premier mètre des sédiments ont ensuite été comptés. Un nouveau modèle, le plus précis à ce jour, permettant notamment d’étudier la répartition géographique des organismes, a alors été développé. Avantage intéressant, il intègre des données sur le taux de sédimentation propre à chaque masse d’eau.

En effet, les comptages ont très nettement mis en évidence l’existence d’une corrélation entre l’abondance des micro-organismes au sein des sédiments et le taux d’apport en matière organique. L’éloignement par rapport à des terres émergées jouerait également un rôle primordial. Près de 33 % des cellules vivraient en effet à moins de 150 m de profondeur, soit sur une surface représentant environ 7 % de celle des océans. Au total, quelque 2,9×1029 organismes unicellulaires peupleraient les sédiments marins, représentant une biomasse de 4,1 pétagrammes de carbone (0,6 % de la biomasse totale de la planète). Ces résultats modifient aussi notre connaissance du nombre d’êtres unicellulaires peuplant la Terre dans son ensemble. Il a été revu à la baisse et serait maintenant compris entre 9,2×1029 et 31,7×1029 cellules, soit 50 % de moins que ce que l’on croyait jusqu’à présent. 


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