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D’ici 2100 le phytoplancton s’exilera vers les pôles

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Les modèles climatiques prévoient d'ici 2100 une augmentation progressive de la température des océans. Le phytoplancton des tropiques, particulièrement sensible au réchauffement, s'exilera vers les plus hautes latitudes pour survivre. Avec cette migration des organismes végétaux à la base de la chaîne alimentaire, qu'adviendra-t-il des poissons tropicaux ? Une équipe vient d'apporter des éléments de réponse.

La répartition de la chlorophylle dans les océans est un indicateur de zones de floraison du phytoplancton. Présents uniquement dans la couche de surface des océans, puisque nécessitant la lumière solaire pour la photosynthèse, ces micro-organismes sont majoritairement répartis dans les zones d'upwelling des océans. © Nasa

Le réchauffement des océans, prédit par les modèles climatiques actuels, modifie la productivité du phytoplancton. Ces micro-organismes marins, au début de la chaîne alimentaire, sont essentiels aux cycles biogéochimiques et importants pour les poissons. Ils fabriquent de plus de la matière organique à partir du processus de photosynthèse et sont donc un puits de CO2. Une étude, parue le 25 octobre dans le journal Science, montre qu'en 2100, en réponse au réchauffement des mers, plus d'un tiers du phytoplancton tropical migrera vers les pôles. 

Avant d'être insérées dans les modèles numériques climatiques, quelque 130 espèces de phytoplancton réparties dans le monde entier ont été étudiées. L'idée motrice était d'évaluer in situ la sensibilité du phytoplancton aux variations de températures : quelle est la température maximale que le phytoplancton d'une certaine région peut supporter ? Chaque espèce a en effet, suivant les caractéristiques de la zone où elle se trouve, une sensibilité spécifique.

À partir de décennies de données publiées antérieurement, l'équipe de l'université du Michigan a déterminé le taux de production maximal du phytoplancton et leur température optimale associée. D'après Mridul Thomas, principal auteur de la publication, aux pôles et en milieu tempéré (typiquement à la latitude de la France) les micro-organismes se développent à une température inférieure à la température optimale de production. Ainsi, on peut aisément imaginer qu'une augmentation de la température à ces latitudes n'affectera pas les espèces.

Les diatomées pourraient représenter plus de 80 % du phytoplancton. Elles seraient le groupe végétal le plus répandu et désignent plus de 6.000 espèces. © fabelfroh, Flickr, cc

Le phytoplancton tropical est plus sensible au réchauffement climatique

En revanche, dans les régions tropicales, le phytoplancton est actuellement à la température optimale de production. C'est une des raisons pour lesquelles les blooms sont importants à ces latitudes. Les espèces tropicales seraient donc plus vulnérables au réchauffement des océans. La meilleure adaptabilité de certaines espèces aux plus hautes latitudes reste pourtant une question sans réponse dans la communauté scientifique. 

Néanmoins, avec ces connaissances de la sensibilité du phytoplancton à son environnement, l'équipe de recherche a évalué la réponse théorique des micro-organismes végétaux tropicaux au réchauffement climatique. Les simulations des modèles climatiques, basés sur les scénarios d'augmentation de la température, montrent qu'un tiers des espèces tropicales migreraient vers les pôles d'ici 2100.

La plupart des modèles du Groupe intergouvernemental d'étude du climat (Giec) prévoient une intense augmentation de la température pour 2100. La répartition géographique des anomalies de température montre une nette augmentation de température des océans au niveau de l'équateur. Les hausses de température varient entre 0 et 8 °C et sont calculées à partir de la température moyenne entre 1960 et 1990. © IPCC

Ces résultats suggèrent que dans les tropiques, de nombreuses espèces du phytoplancton risquent de disparaître, incapables de s'adapter à l'élévation de témpérature. Toutefois, la température n'est pas le seul paramètre climatique qui dirige la production du phytoplancton. Mais d'après l'équipe, ajouter dans les modèles des facteurs environnementaux, tels que l'apport de nutriments ou la variation d’oxygène dans l’océan, permettra seulement d'identifier les habitats des espèces. 

Personne ne sait vraiment à quelle vitesse le phytoplancton s'adapte aux variations du milieu dans lequel il vit. On ne peut donc certifier le devenir des deux tiers de phytoplancton qui ne migreront pas. Quoi qu'il en soit, les conditions de vie dans les océans tropicaux changeront et la faune n'aura d'autre choix que s'adapter ou disparaître. Les poissons friands de ces micro-organismes tropicaux devront également s'adapter, il leur faudra consommer d'autres espèces de phytoplancton à plus hautes latitudes.