Planète

L'écologie du plancton siliceux actuel

Dossier - Radiolaires, bijoux microscopiques
DossierClassé sous :zoologie , radiolaire , radiolaria

-

Les radiolaires, plancton siliceux marin, contribuent, comme d’autres organismes du plancton à la constitution de roches. Ces organismes sont longtemps restés mal connus. Ce sont des organismes petits et complexes, d’une grande beauté, très utiles pour dater les roches comme pour reconstruire des paléoenvironnements.

  
DossiersRadiolaires, bijoux microscopiques
 

Organismes exclusivement marins, ils vivent dans tous les océans et mers ouvertes. Aucune forme benthique n'a été recensée.

1 - Mobilité

Les Radiolaires ne nagent pas, ils flottent. Néanmoins des observations faites en élevage ont révélé qu'ils sont capables de se déplacer par reptation sur les parois des récipients qui les contiennent grâce aux mouvements de leurs pseudopodes. Ces observations suggèrent qu'ils sont susceptibles de se fixer sur des objets flottants dans leur environnement naturel.

Des déplacements verticaux journaliers (de 200 à 350 m d'amplitude) pourraient être dus à des vacuoles de CO2 dont le contenu varie en fonction de la respiration nocturne (production de CO2  et remontée) et de l'activité photosynthétique diurne (consommation du CO et plongée). Les déplacements verticaux actifs sont aussi liés à des changements de l'environnement (température, agitation des eaux : lors de tempêtes les individus plongent dans des eaux plus calmes par exemple).

2 - Distribution des Radiolaires

Les Radiolaires sont les plus nombreux là où pullulent aussi les autres organismes planctoniques, c'est-à-dire là où la nourriture abonde. En outre, on sait que le nombre d'individus vivant dans le plancton est aussi fonction du lieu, de la température, de l'agitation des eaux, de la saison, de la profondeur et du taxon. L'abondance et la diversité varient au cours de l'année, selon les saisons, pour atteindre deux maximums, l'un au début du printemps, l'autre à la fin de l'été.

Productivité primaire des océans.

Les caractères physico-chimiques des eaux influent sur la distribution verticale de la plupart des organismes. Appartenant au zooplancton, les Radiolaires devraient se répartir indépendamment des conditions de lumière, mais leur symbiose avec des algues les conduit à être les plus abondants à la limite inférieure de la zone photique.

Plusieurs zonations verticales ont été proposées pour divers sites de l'océan mondial. Toutes mettent en évidence un maximum d'individus vivant à faible profondeur, vers 50-200 m, là où la synthèse chlorophyllienne réalisée par leurs symbiontes est la plus élevée.

Un exemple d'abondance des Radiolaires en fonction de la profondeur dans le Pacifique équatorial (d'après Petrushevskaya, 1971b)

Les Radiolaires vivent, en général, dans la partie supérieure de la colonne d'eau. Ils ne requièrent donc pas que l'océan soit profond ; on les trouve dans les sédiments de grandes profondeurs parce qu'ils sont généralement les seuls à y parvenir post mortem. La grande majorité des Radiolaires vit en surface.

Parmi les zonations verticales proposées, celle de Casey (1966) distingue, dans le Pacifique, quatre zones: 0-25 m, 25-50 m, 50-125 m et 125-200 m. Les limites entre ces zones correspondraient à une thermocline pour les limites à 25 et 50 m, à une pycnocline pour celle à 125 m et à un contact entre masses d'eaux de surface et d'eaux de profondeur pour la limite à 200 m.

Outre le nombre d'individus et d'espèces la morphologie des Radiolaires semble être affectée par la profondeur. On a vu que pour certains spécialistes la forme était une adaptation à la flottaison et que les espèces adaptées à une vie en profondeur auraient un squelette plus massif que celles de surface. Berger (1968) a alors suggéré que les tests conservés dans les roches (et sédiments) proviendraient surtout des espèces bathyales à test plus robuste. Cette hypothèse est infirmée par les travaux de Renz (1976) qui a comparé les formes du plancton et celles des sédiments superficiels du Pacifique central. Dans le sédiment coexistent des tests adultes, graciles ou robustes, et des tests juvéniles, toujours graciles. Ces derniers sont beaucoup plus abondants dans le plancton. D'après Petrushevskaya (1969) cette différentiation résulterait de deux causes, la seconde étant probablement la plus raisonnable :

1) le taux de mortalité est faible chez les jeunes spécimens, leur test ne se sédimente donc pas,
2) lors de la sédimentation et de la diagenèse le squelette des jeunes individus, plus fragile, est plus facilement dissous que celui des formes matures.

3 - Biogéographie

Même si les thanatocénoses (associations de Radiolaires morts et, par extension seulement, Radiolaires déposés sur le fond) ne sont pas le reflet exact des biocénoses (association de Radiolaires vivants) la répartition des faunes dans les sédiments de surface, permet de distinguer des provinces océaniquesL'abondance de Radiolaires est très liée aux courants. 

Provinces à Radiolaires actuelles

L'abondance de Radiolaires dans le plancton est liée certes à la latitude, à la profondeur, aux conditions hydrologiques (température,...) mais en fait surtout à l'abondance de matière nutritive, plus qu'à l'abondance de silice dissoute dans l'eau de mer. La dépendance directe du  volcanisme (source de silice), admise pendant longtemps, est donc erronée.

L'étude conjointe des Radiolaires du plancton et des thanatocénoses a montré que les informations fournies par ces deux approches ne sont pas rigoureusement identiques; il est néanmoins possible d'utiliser des espèces déposées sur le fond comme indicatrices de masses d'eau. Des changements de modèles de circulation peuvent ainsi être déduits des changements d'abondance des espèces (Caulet, 1979; Swanberg & Bjorklund, 1992).

Les Radiolaires abondent dans les sédiments sous les zones d'eaux divergentes (là où les eaux froides mais riches en nutriments remontent dans la zone photique), c'est-à-dire dans les zones périéquatoriales, les ceintures polaires et le long de certaines marges continentales, régions d'importants upwellings côtiers. Dans les roches sédimentaires, une forte concentration en organismes siliceux est maintenant admise comme étant la traductrice d'eaux de surface très fertiles, et presque toujours liée aux parties d'upwellings les plus violentes (Thiede & Junger, 1992; Garrison, 1992).

Dans les sédiments récents (Miocène-Actuel), l'abondance de Radiolaires, sur un site, est liée soit à des hauts niveaux marins (épisode interglaciaire) soit à des bas niveaux marins (épisode glaciaire) (voir par exemple ce qui est décrit au large de l'Afrique, Walvis Ridge, par Dester Haass et al., 1992; Hay & Brock, 1992). Ainsi, contrairement à ce qui fut proposé par Steinberg et al (1977), ce n'est pas la hauteur du niveau marin qui importe -il n'y a pas de relation univoque - mais les modifications de courants induites; les variations (abondance vs non abondance de silice, haut vs bas niveau marin) correspondent à des conditions de fonctionnement d'upwellings. En outre ceux-ci ayant géographiquement dérivé avec le temps, I'enregistrement sédimentaire local n'est pas le même. Pour comprendre une tendance générale il importe donc de prendre en compte des phénomènes globaux. Donc variation de niveau marin et abondance de silice sont peut-être liées mais le fonctionnement, ou non, de l'upwelling est de prime importance.

Il est possible de distinguer des assemblages liés aux latitudes et parfois aux profondeurs. Sous les upwellings il y a mélange de faunes : froides et chaudes comme au large du Pérou où des faunes tropicales sont mélangées à des faunes arctiques (De Wever et al., 1994) ou au large de la Somalie où des Radiolaires de surface sont mélangés à des Radiolaires de subsurface (Caulet et al., 1992). De ce fait, à partir d'études menées sur les radiolarites mésozoïques, les possiblités de distinguer les faunes téthysiennes des faunes boréales sont quasiment inexistantes.

En conclusion, les Radiolaires existent dans tous les océans, des pôles à l'équateur, mais leur abondance varie. En général la distribution des Radiolaires répond aux mêmes lois que celles qui régissent celle des autres faunes et flores planctoniques, c'est-à-dire les masses d'eau, les climats... Cette distribution, essentiellement latitudinale, est aussi dépendante de la proximité de continents et d'upwellings.