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Une étude révèle la biodiversité massive et inconnue dans les profondeurs abyssales


Une équipe internationale (Norvège, Suisse, France, Royaume-Uni, Allemagne, Espagne, USA), parmi laquelle des chercheurs du CEA1, du CNRS, de l’Ifremer et de Sorbonne Université, a produit et analysé un jeu de données des différentes couches profondes de l’océan à l’échelle planétaire. Les résultats, publiés dans Science Advances ce 4 février, montrent que les abysses abritent une biodiversité largement supérieure à celle du plancton, et en majorité inconnue. Ils dévoilent aussi les relations complexes entre biodiversités planctonique et benthique (organismes des fonds marins) dans le processus clef de la pompe à carbone océanique.  

Publié le 7 février 2022

Avec une profondeur moyenne de 3800 mètres et couvrant 71 % de la surface du globe, l’Océan est le plus grand écosystème intégré et continu (One Ocean) de notre panète, aux dimensions spatio-temporelles extrêmes, et difficile d’accès. Or une mesure globale du biome Océan est nécessaire pour comprendre son fonctionnement et son rôle dans le système Terre.

Il faut pour cela :

  • connaître sa biodiversité globale ;
  • identifier la répartition de cette biodiversité dans l’espace et le temps ;
  • comprendre ses interactions entre les couches de surface baignées de lumière et les sédiments des grands fonds, froids et obscurs, où la matière organique peut être soit recyclée par le vivant, soit séquestrée pour des millénaires. 

Une étude publiée dans Science Advances ouvre la voie : les chercheurs ont séquencé massivement l’ADN environnemental extrait de centaines d’échantillons de sédiments profonds récoltés au cours de 15 campagnes océanographiques dans tous les grands bassins océaniques. Ces séquences ont été intégrées aux données similaires produites par les expéditions Tara Oceans et Malaspina sur les différentes couches de l’Océan. Ce jeu de données complet apporte la première vision uniforme et planétaire de la biodiversité eucaryote dans l’océan global. 

Les analyses montrent que :

  • les sédiments marins abyssaux contiennent au moins trois fois plus de biodiversité que les masses d’eaux océaniques ;
  • cette diversité dite « benthique » est plus structurée dans l’espace que celle qui constitue le plancton ;
  • deux tiers des séquences ADN (barcodes) découvertes dans les sédiments profonds ne correspondent à aucune séquence connues dans les bases de références mondiales.

La comparaison des biodiversités à travers les couches océaniques jusqu’au profondeur abyssales montre qu’une faible proportion des espèces planctoniques (surtout les plus abondantes, mais pas nécessairement celles que l’on pensait être importantes pour la pompe biologique de carbone) atteint les sédiments. Les communautés planctoniques qui coulent vers le fond changent peu en termes de composition, et la biodiversité planctonique présente dans les sédiments et révélée par l’ADN permet de prédire les variations de flux de carbone organique annuels de la surface de l’océan jusqu’au fond. Ce dernier résultat démontre que la biodiversité est un facteur clef du transfert et du stockage du carbone atmosphérique au fond de l’Océan pour des millénaires.

​1 Genoscope, CEA-Jacob

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