De petits animaux marins qui, la nuit, se nourrissent de végétaux près de la surface descendent se cacher le jour dans des zones plus profondes pour échapper aux prédateurs. Dans ces régions pauvres en oxygène, ils libèrent de l'ammonium (NH4+), un élément clé du cycle de l'azote.
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Chez les animaux marins, l'excrétion de l'azote se fait sous la forme d'ionsions ammonium NH4+. Or si le zooplanctonzooplancton, les crustacéscrustacés du krill ou les petits poissonspoissons sont tous de petite taille, ils sont abondants dans les océans. Après avoir mangé la nuit près de la surface, ils descendent entre 200 et 600 m de profondeur. L'excrétion de ces petits animaux pourrait jouer un rôle non négligeable dans le cycle de l'azotecycle de l'azote.

L'azote est nécessaire à la production primaire effectuée par le phytoplanctonphytoplancton, qui peut par exemple trouver cet atomeatome dans les ions nitrates. Les animaux qui mangent des plantes émettent ensuite des déchetsdéchets azotés. À un moment du cycle de l'azote, une réaction de dénitrification peut produire du diazote. Dans l'océan, le diazote peut aussi être obtenu par oxydationoxydation anaérobie de l'ammonium, aussi appelée « anamnox » (ANaerobic AMMonium OXidation). L'anamnox qui a lieu dans des eaux pauvres en oxygèneoxygène nécessite une source d'ammonium. Les chercheurs s'interrogeaient sur l'origine de cet ammonium.

Une réponse semble apportée par des résultats parus en ligne dans Pnas. Dans cet article, des chercheurs de l'université McGill à Montréal et des universités de Washington et Princeton ont étudié comment l'excrétion de certains animaux pouvait favoriser l'anamnox. Ils suggèrent que l'excrétion du zooplancton et du micronecton (petits animaux de 1 à 10 cm comme les poissons, mollusquesmollusques et crustacés ayant une nage active) fournissent une source d'ammonium à ces eaux pauvres en oxygène lors de leurs migrations verticales.

L’ion ammonium comprend un atome d’azote et quatre d’hydrogène. © Wikimedia Commons, DP

L’ion ammonium comprend un atome d’azote et quatre d’hydrogène. © Wikimedia Commons, DP

Les animaux libèrent l'ammonium dans des zones pauvres en oxygène

Les auteurs ont extrait des données d'études sous-marines pour calculer combien d'animaux migraient et à quelles profondeurs. Grâce à des données acoustiques, ils ont montré que les petits animaux migrateursmigrateurs passaient la plupart du temps de la journée dans les zones pauvres en oxygène : ils semblent s'arrêter dans ces régions, peut-être pour se protéger de grands prédateurs.

L'ammonium libéré par les animaux à cette profondeur alimenterait en partie l'anamnox et donc la conversion de l'ion ammonium NH4+ en diazote N2. Les autres sources d'ammonium possibles sont celles apportées par la matièrematière organique ou les sédimentssédiments, et la réduction des nitrates en ammonium. Daniele Bianchi, la principale auteure de ces travaux, est particulièrement enthousiaste concernant cette découverte : « pour moi, c'est passionnant de penser aux effets du comportement animal sur une large échelle dans l'océan ».

Ces zones de l'océan pauvres en oxygène pourraient s'étendre de plus en plus à cause du changement climatique, car les eaux plus chaudes retiennent moins d'oxygène. La compréhension de ces zones est donc importante pour prédire l'évolution des océans dans l'avenir.