FONCTIONNEMENT ET LIMITATIONS DE L’ACTIVITÉ BIOLOGIQUE
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l’absence totale de lumière rend la photosynthèse impossible. De plus, la quantité de matière
organique particulaire tombant depuis la surface de l’océan est beaucoup trop faible pour
pouvoir entretenir de telles oasis. En fait, les riftia et les mollusques vivent en symbiose avec des
bactéries capables de tirer leur énergie en oxydant le sulfure d’hydrogène (H2S). Ces bactéries
sont dites « chimiotrophes » par opposition aux bactéries et aux algues phototrophes qui tirent
leur énergie de la lumière solaire. Une dizaine d’années plus tard, d’autres oasis de vies comparables aux communautés hydrothermales ont été découvertes dans les profondeurs du golfe
du Mexique loin de toute activité hydrothermale. Là, l’écosystème vit à partir de l’énergie
chimique que des bactéries récupèrent en oxydant du méthane (CH4). Ce gaz s’échappe de
gisements d’hydrocarbures et il diffuse à travers les sédiments jusqu’aux communautés chimiotrophes qui le consomment. Les hydrocarbures étant issus de la transformation de matière
organique d’origine marine, l’énergie lumineuse est quand même à l’origine (lointaine) de
l’énergie utilisée.
7.2. Évolution de la production biologique dans les eaux de surface
Bien que la matière organique soit majoritairement constituée d’hydrates de carbone, la
discussion de ce chapitre va se concentrer pour une grande part sur des éléments nutritifs
comme le nitrate, le phosphate, la silice ou le fer, qui bien que moins abondants que le carbone, ont un rôle primordial : nous avons vu au chapitre 2 que ce sont des éléments dont
l’absence peut limiter la production de la matière organique. Nous commençons donc la
discussion avec l’azote qui est reconnu comme le principal élément limitant la production
biologique dans l’océan actuel.
Le phytoplancton vit une situation paradoxale : il doit rester en surface pour disposer
de lumière, mais son développement conduit à un appauvrissement des eaux de surface en
éléments nutritifs et donc à terme à un arrêt de la photosynthèse. Au chapitre 2, le périple
de la molécule de PO3 a introduit une notion importante : la principale source d éléments
nutritifs pour le phytoplancton est la remontée d’eaux profondes. Cette remontée est difficile
en période estivale car les eaux chaudes et légères de surface ne se mélangent pas facilement
avec les eaux sous-jacentes moins chaudes et plus denses (Figure 7.5). Le mélange est par
contre favorisé en hiver car la température des eaux de surface baisse et le vent peut les
brasser sur plus de 100 m de profondeur. Les eaux de surface sont alors enrichies par la
remontée d’éléments nutritifs. Ces éléments nutritifs ne sont pas consommes immédiatement : le phytoplancton entraîné sous la zone photique par le mélange hivernal n est pas dans
des conditions favorables pour la photosynthèse. Le production biologique est limitée par
le manque de lumière. Au printemps, les eaux de surface se réchauffent, deviennent moins
denses et se stabilisent. Disposant d’éléments nutritifs et de lumière, le phytoplancton se
développe alors rapidement : c’est la floraison printanière. La croissance du phytoplancton
est ensuite limitée par l’appauvrissement en sels nutritifs et 1 activité de broutage du zc c
plancton. Durant l’été, les eaux de surface chaudes et peu denses ne se mélangent pas ou très
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l’absence totale de lumière rend la photosynthèse impossible. De plus, la quantité de matière
organique particulaire tombant depuis la surface de l’océan est beaucoup trop faible pour
pouvoir entretenir de telles oasis. En fait, les riftia et les mollusques vivent en symbiose avec des
bactéries capables de tirer leur énergie en oxydant le sulfure d’hydrogène (H2S). Ces bactéries
sont dites « chimiotrophes » par opposition aux bactéries et aux algues phototrophes qui tirent
leur énergie de la lumière solaire. Une dizaine d’années plus tard, d’autres oasis de vies comparables aux communautés hydrothermales ont été découvertes dans les profondeurs du golfe
du Mexique loin de toute activité hydrothermale. Là, l’écosystème vit à partir de l’énergie
chimique que des bactéries récupèrent en oxydant du méthane (CH4). Ce gaz s’échappe de
gisements d’hydrocarbures et il diffuse à travers les sédiments jusqu’aux communautés chimiotrophes qui le consomment. Les hydrocarbures étant issus de la transformation de matière
organique d’origine marine, l’énergie lumineuse est quand même à l’origine (lointaine) de
l’énergie utilisée.
7.2. Évolution de la production biologique dans les eaux de surface
Bien que la matière organique soit majoritairement constituée d’hydrates de carbone, la
discussion de ce chapitre va se concentrer pour une grande part sur des éléments nutritifs
comme le nitrate, le phosphate, la silice ou le fer, qui bien que moins abondants que le carbone, ont un rôle primordial : nous avons vu au chapitre 2 que ce sont des éléments dont
l’absence peut limiter la production de la matière organique. Nous commençons donc la
discussion avec l’azote qui est reconnu comme le principal élément limitant la production
biologique dans l’océan actuel.
Le phytoplancton vit une situation paradoxale : il doit rester en surface pour disposer
de lumière, mais son développement conduit à un appauvrissement des eaux de surface en
éléments nutritifs et donc à terme à un arrêt de la photosynthèse. Au chapitre 2, le périple
de la molécule de PO3 a introduit une notion importante : la principale source d éléments
nutritifs pour le phytoplancton est la remontée d’eaux profondes. Cette remontée est difficile
en période estivale car les eaux chaudes et légères de surface ne se mélangent pas facilement
avec les eaux sous-jacentes moins chaudes et plus denses (Figure 7.5). Le mélange est par
contre favorisé en hiver car la température des eaux de surface baisse et le vent peut les
brasser sur plus de 100 m de profondeur. Les eaux de surface sont alors enrichies par la
remontée d’éléments nutritifs. Ces éléments nutritifs ne sont pas consommes immédiatement : le phytoplancton entraîné sous la zone photique par le mélange hivernal n est pas dans
des conditions favorables pour la photosynthèse. Le production biologique est limitée par
le manque de lumière. Au printemps, les eaux de surface se réchauffent, deviennent moins
denses et se stabilisent. Disposant d’éléments nutritifs et de lumière, le phytoplancton se
développe alors rapidement : c’est la floraison printanière. La croissance du phytoplancton
est ensuite limitée par l’appauvrissement en sels nutritifs et 1 activité de broutage du zc c
plancton. Durant l’été, les eaux de surface chaudes et peu denses ne se mélangent pas ou très