Des algues, il y en a dans les milieux aquatiques tout comme dans les milieux terrestres. Et elles fixent une grande quantité de carbone. © onairjiw, Adobe Stock
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« Les algues terrestres pourraient participer au piégeage du carbone dans les sols »

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On en parle peu. Pourtant, les sols constituent le plus grand dépôt de matière organique au monde. D'après les dernières estimations, ils pourraient stocker quelque 2.500 gigatonnes de carbone. C'est largement plus que la végétation. D'où l'importance, dans le contexte de réchauffement climatique, de mieux comprendre leur dynamique. Et pour cela, Vincent Jassey, chercheur au Laboratoire Écologie fonctionnelle et Environnement du CNRS, s'est intéressé aux grandes oubliées de cet écosystème : les algues. Il nous éclaire à ce sujet.

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Des algues, il en existe de toutes les sortes. Des algues vertes. Des algues bleues. Des algues brunes. Et même des algues rouges. Des algues unicellulaires de taille microscopique. Ou des algues multicellulaires qui peuvent atteindre des tailles impressionnantes. Jusqu'à plusieurs dizaines de mètres de long pour les « feuilles » de la kelp géante - connue des scientifiques sous le nom de Macrocystis pyrifera. Des « feuilles », car justement, ce qui définit les algues, c'est bien qu'elles ne présentent ni tiges, ni racines, ni feuilles, ni fleurs. Et si les algues sont plus connues pour s'épanouir dans des milieux aquatiques, il faut savoir qu'on en trouve aussi sur la terre ferme. Même si elles restent généralement invisibles à nos yeux.

« Dans les milieux désertiques -- aussi bien dans les régions polaires que dans les déserts chauds --, il pousse peu de plantes. Mais, à la surface du sol, on peut observer comme une croûte formée principalement par des algues. Ces algues-là, les biologistes les étudient depuis longtemps », nous précise Vincent Jassey, chercheur au Laboratoire Écologie fonctionnelle et Environnement du CNRS.

Des algues terrestres comme on en trouve dans les tourbières : des algues vertes, des diatomées et des cyanobactéries. © Vincent Jassey, CNRS

Son domaine à lui, ce sont les tourbières. Des zones humides colonisées par la végétation. Et, à force d'observer des algues dans ses échantillons, il a fini par se poser des questions. « J'ai voulu savoir si on trouve des algues partout et dans quelles quantités. En apprendre aussi un peu plus sur leur productivité primaire [comprenez, leur capacité à fixer du dioxyde de carbone (CO2), ndlr] et le rôle qu'elles jouent dans le cycle du carbone », nous explique le chercheur. Car, comme les plantes, les algues captent du CO2 atmosphérique. Présentes en quantités significatives, elles pourraient donc contribuer au stockage du carbone dans les sols.

Sur le premier schéma, les abondances en algues ; sur le deuxième schéma, la production primaire de ces algues. Sur le troisième, la part de cette production ramenée à la production végétale totale. Les cercles pleins représentent la médiane. Les barres colorées indiquent la plage entre les valeurs minimales et maximales. © Vincent Jassey et al.

Des algues terrestres partout dans le monde

Ce qui ressort de l'étude publiée par Vincent Jassey, c'est que, en effet, on trouve des algues terrestres dans toutes les régions du monde. Dans des quantités qui varient toutefois selon les écosystèmes. Des milieux désertiques aux régions polaires en passant par les forêts tropicales ou tempérées, les zones humides ou agricoles et les prairies. « De quelques milliers à plusieurs millions de cellules algales par gramme de sol. » Avec une moyenne qui se situe tout de même autour cinq millions d'algues par gramme de sol. « Sachant que les algues se trouvent majoritairement dans les deux premiers centimètres. »

Ce résultat, le chercheur le tire de nombreuses données présentées dans la littérature scientifique. Et la véritable surprise, c'est que les milieux désertiques ne sont pas ceux dans lesquels les algues terrestres sont les plus abondantes. « Elles semblent préférer les milieux humides des régions tempérées, des milieux également riches en végétation », souligne Vincent Jassey. C'est aussi dans ces milieux-là qu'elles semblent s'épanouir le plus. Avec une productivité primaire plus importante que dans les autres écosystèmes. « Nous avions vraiment une image biaisée de la distribution des algues dans les sols. Les algues apprécient par exemple les milieux ombragés, ceux dans lesquels on trouve un couvert forestier. Elles peuvent alors même se poser sur la litière », nous raconte le chercheur.

Ici, la productivité des algues dans le monde. © Vincent Jassey et al., New Physiologist

Le rôle des algues dans le cycle du carbone

Pour déterminer la productivité primaire de toutes ces algues, il a fallu compléter les informations disponibles dans la littérature scientifique -- des informations très ponctuelles, sur des régions très particulières -- avec des données satellitaires -- des données de température, de précipitations, de couvert végétal, d'humidité des sols, etc. -- et passer le tout au crible de l'Intelligence artificielle, de l'apprentissage automatique. À la sortie, un modèle qui permet de prévoir la productivité annuelle des algues sur toute la surface terrestre. Y compris dans les zones pour lesquelles les chercheurs manquent encore de données de terrain. « Les algues captent 3,6 gigatonnes (Gt) de carbone par an. C'est conséquent », précise Vincent Jassey. Pour se faire une idée, c'est 6 % de ce que les plantes sont capables de fixer chaque année -- soit 56 Gt. Et c'est aussi 30 % des émissions de CO2 anthropiques.

Une nouvelle perception de la microflore des sols

« Ces résultats changent radicalement la perception que nous avions de la microflore des sols », commente le chercheur. Jusqu'alors, les biologistes voyaient surtout dans cette microflore, des organismes -- comme les bactéries ou les champignons -- qui décomposent la litière et émettent ainsi du CO2. Désormais, il faudra aussi la considérer comme un lieu d'assimilation du carbone. « Il y a là un flux important qui n'est pas pris en compte dans les estimations de bilan carbone des modèles globaux. » Ces modèles, en effet, se basent généralement sur des mesures satellitaires de la chlorophylle des feuilles. Et ne tiennent donc pas compte de la fixation de carbone par les algues terrestres.

Au-delà des modèles qu'il va donc falloir réviser, ces travaux montrent une fois encore l'importance de préserver la microflore des sols. Ils appellent aussi à aller un peu plus loin. Car, que devient ce CO2 fixé par les algues ? « Comme les algues des milieux aquatiques, les algues terrestres sont mangées par des organismes qui vont ensuite rejeter du CO2. Mais les algues produisent aussi une biomasse morte qui peut se montrer récalcitrante à la décomposition et rester ainsi piégée dans les sols, nous explique Vincent Jassey en conclusion. Si cette part de biomasse morte se révélait importante, les algues pourraient réellement participer au piégeage du carbone dans les sols. »  

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