Du phyto au zooplancton : des maillons essentiels aux cycles biogéochimiques mondiaux

Le phytoplancton désigne de minuscules organismes végétaux qui vivent en suspension dans l’eau des océans, des lacs et des rivières. Ces microalgues, invisibles à l’œil nu, jouent un rôle central dans les écosystèmes aquatiques en tant que premier maillon de la chaîne alimentaire. Elles assurent notamment la production de matière organique grâce à la photosynthèse, un processus qui transforme le dioxyde de carbone (CO₂) en oxygène et en nutriments. Le phytoplancton sert de nourriture principale au zooplancton, un ensemble d’organismes animaux de petite taille, comme les crustacés ou les larves de poissons. Sans phytoplancton, le zooplancton et, par extension, les poissons, les mammifères marins et même les humains, seraient privés d’une source essentielle de nourriture. Ces microalgues contribuent également à réguler le climat en absorbant environ 50 % du CO₂ présent dans l’atmosphère, un gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique.

Le zooplancton regroupe des organismes animaux qui se nourrissent principalement de phytoplancton, mais aussi d’autres zooplanctons plus petits. Il existe deux grands types de zooplancton : les phytophages, qui consomment des microalgues, et les carnivores, qui se nourrissent d’autres animaux planctoniques. Ces organismes jouent un rôle crucial dans le cycle du carbone, un processus naturel qui régule la quantité de CO₂ dans l’atmosphère. En effet, lorsque le zooplancton meurt ou excrète des déchets, sa matière organique coule vers les fonds marins, où elle est stockée pendant des siècles, voire des millénaires. Ce mécanisme, appelé pompe biologique de carbone, permet de limiter l’accumulation de CO₂ dans l’air et de réduire ainsi l’effet de serre. Le zooplancton sert aussi de nourriture à des animaux plus grands, comme les poissons, les baleines ou les calmars, ce qui en fait un élément indispensable des réseaux trophiques marins.

Le changement climatique perturbe profondément l’équilibre des écosystèmes marins, notamment en affectant la répartition et la survie du phytoplancton et du zooplancton. L’augmentation des températures des océans, la modification de la salinité de l’eau et l’acidification des mers (due à l’absorption de CO₂) altèrent la croissance et la reproduction de ces micro-organismes. Par exemple, certaines espèces de phytoplancton voient leur habitat se réduire, tandis que d’autres migrent vers les pôles, où les conditions sont plus favorables. Ces déplacements modifient la disponibilité des ressources alimentaires pour le zooplancton et, par ricochet, pour les poissons et les mammifères marins qui s’en nourrissent. Les scientifiques estiment que ces perturbations pourraient entraîner une baisse de 20 à 50 % des populations de zooplancton d’ici 2100, avec des conséquences en cascade sur l’ensemble de la chaîne alimentaire marine.

Face à ces bouleversements, le zooplancton et le phytoplancton développent des stratégies d’adaptation pour survivre. Certaines espèces modifient leur période de reproduction ou leur régime alimentaire pour s’adapter aux nouvelles conditions environnementales. D’autres, comme certaines microalgues, produisent des composés protecteurs contre les rayons UV ou les prédateurs. La chercheuse Sakina-Dorothée Ayata, spécialiste du plancton marin, étudie ces mécanismes d’adaptation à l’aide d’outils comme l’imagerie (pour observer les organismes en détail) et la modélisation (pour simuler leur évolution face au changement climatique). Ses travaux visent à comprendre comment ces micro-organismes réagissent aux perturbations et à prédire leur rôle futur dans les cycles biogéochimiques mondiaux. Ces recherches sont essentielles pour anticiper les impacts du réchauffement climatique sur les écosystèmes marins et, in fine, sur les sociétés humaines.