Diatomées arctiques : la photosynthèse sous lumière minimale
Des microalgues arctiques capables de photosynthèse avec très peu de lumière. Une découverte majeure de l'expédition Mosaic révèle leur adaptation unique sous la banquise.
Dans les eaux glacées de l'océan Arctique, un monde microscopique s'éveille après des mois d'obscurité. Les diatomées, ces minuscules organismes marins, jouent un rôle crucial dans l'écosystème polaire. Une récente étude publiée le 4 septembre 2024 dans Nature Communications révèle leur capacité extraordinaire à effectuer la photosynthèse avec une quantité de lumière incroyablement faible.
Les diatomées, appartenant au phytoplancton, sont des microalgues unicellulaires essentielles à la vie marine. Elles produisent environ 20% de l'oxygène mondial et constituent la base de nombreuses chaînes alimentaires aquatiques. Ces organismes fascinants, dont il existe plus de 20 000 espèces connues, possèdent des parois cellulaires en silice appelées frustules, leur conférant une apparence unique et des propriétés remarquables.
La photosynthèse, processus vital pour ces organismes, a une histoire évolutive fascinante. Il y a environ 2,5 milliards d'années, des bactéries ont développé cette capacité, qui a ensuite été acquise par les cellules végétales primitives il y a 900 millions à 1,2 milliard d'années. Aujourd'hui, ce processus est au cœur de la production de biomasse dans les océans arctiques.
L'étude menée par Niels Fuchs de l'université de Hambourg et ses collègues a démontré que les diatomées arctiques peuvent relancer leur photosynthèse avec une quantité de lumière extrêmement faible. Pour mettre cette découverte en perspective, Fuchs compare cette quantité de lumière à "une goutte d'eau, au lieu de trois litres par jour" par rapport à l'exposition lumineuse des plantes terrestres.
Cette adaptation est d'autant plus remarquable que ces microalgues effectuent la photosynthèse sous la banquise. Thomas Lacour, spécialiste des microalgues à l'Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer de Nantes, explique : "La glace est assez transparente, mais la neige bloque presque toute la lumière solaire". Malgré ces conditions extrêmes, les diatomées parviennent à prospérer.
Cette découverte s'inscrit dans le cadre de l'expédition Mosaic, une des plus ambitieuses campagnes d'exploration polaire jamais réalisées. Regroupant plus de quatre-vingts institutions de vingt pays, cette expédition a permis d'étudier en profondeur le climat et l'écosystème arctiques.
Les diatomées ne cessent d'étonner les scientifiques par leur adaptabilité et leur importance écologique. Elles jouent un rôle crucial dans le cycle global du carbone, peuvent former des efflorescences algales visibles depuis l'espace, et sont même étudiées pour la production de biocarburants. Leur capacité à survivre dans des conditions extrêmes et à se multiplier rapidement en fait des organismes clés pour comprendre et préserver les écosystèmes marins.
Cette étude ouvre de nouvelles perspectives sur la résilience des écosystèmes arctiques face aux changements climatiques. Elle souligne également l'importance de poursuivre les recherches sur ces organismes microscopiques qui, malgré leur taille, ont un impact colossal sur notre planète.
