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GÉOCHIMIE MARINE
La production nouvelle constitue jusqu’à 50 % de la production primaire au printemps
quand le nitrate est abondant (on parle de conditions eutrophes), mais elle peut être inférieure à 5 % en été quand les eaux de surface sont à court d’éléments nutritifs (on parle de
conditions oligotrophes). Le passage des conditions eutrophes aux conditions oligotrophes
entraîne une évolution importante de l’écosystème marin : le phytoplancton par exemple
est dominé au printemps par des espèces de grande taille comme les diatomées qui forment
des agrégats quittant rapidement la surface par sédimentation, alors qu’en été, on trouve
essentiellement du nano et du picoplancton qui sont facilement broutés et reminéralisés par
les bactéries et le petit zooplancton. Le séquençage de l’ADN du phytoplancton permet de
comprendre l’adaptation des différents types d’algues aux conditions environnementales.
Par exemple, Prochlorococcus, qui est le plus petit des êtres photosynthétiques, ne peut fixer
que NH‘ à partir de son patrimoine génétique réduit. En revanche, le même patrimoine
génétique lui permet d’être insensible aux variations d’abondance en éléments nutritifs grâce
à un système récepteur de lumière économe en azote et fer. Sa petite taille lui donne un
avantage décisif pour absorber des éléments nutritifs à travers sa membrane grâce à son très
fort rapport surface/volume par rapport aux algues de plus grande taille. Ainsi, Prochlorococus
est très abondant dans les régions oligotrophes. Étant de petite taille et n’ayant pas de test
minéral, Prochlorococus ne quitte pas les eaux de surface et sa mort permet de réalimenter le
milieu en azote assimilable par les organismes photosynthétiques, même quand le nitrate est
absent (conditions oligotrophes).
7.3. Estimation de la production primaire
On mesure généralement la production primaire à partir d’expériences d’incubation
durant lesquelles une solution très enrichie en 14C d’origine artificielle est ajouté à de l’eau
de mer (avec ses organismes vivants) dans un récipient fermé. On ajoute suffisamment de
’C pour que le ’C présent naturellement dans l’eau de mer soit négligeable. Par contre,
la quantité de 'C ajoutée reste très inférieure à la quantité de CID naturellement présente
dans 1 échantillon, si bien que l’on ne modifie pas le milieu chimiquement. Au cours de
1 incubation, le 1 ’C est fixé par le plancton. On récupère ensuite le plancton sur un filtre et
on mesure la quantité de radioactivité qu’il a absorbée. On peut alors facilement en déduire
la quantité de CID consommée. Pour que le résultat soit aussi représentatif que possible des
conditions naturelles, des systèmes simples et astucieux permettent de faire des incubations
in situ sur des lignes de mouillage à différentes profondeurs depuis la surface jusqu’à la base
de la couche euphorique (Figure 7.7). En remplaçant le 14C par du nitrate contenant de
1 azote marquée isotopiquement (15N), on trace la production nouvelle. Si au lieu du nitrate,
on ajoute des ions ammonium (NH*) marqués isotopiquement, on trace la production
régénérée.
GÉOCHIMIE MARINE
La production nouvelle constitue jusqu’à 50 % de la production primaire au printemps
quand le nitrate est abondant (on parle de conditions eutrophes), mais elle peut être inférieure à 5 % en été quand les eaux de surface sont à court d’éléments nutritifs (on parle de
conditions oligotrophes). Le passage des conditions eutrophes aux conditions oligotrophes
entraîne une évolution importante de l’écosystème marin : le phytoplancton par exemple
est dominé au printemps par des espèces de grande taille comme les diatomées qui forment
des agrégats quittant rapidement la surface par sédimentation, alors qu’en été, on trouve
essentiellement du nano et du picoplancton qui sont facilement broutés et reminéralisés par
les bactéries et le petit zooplancton. Le séquençage de l’ADN du phytoplancton permet de
comprendre l’adaptation des différents types d’algues aux conditions environnementales.
Par exemple, Prochlorococcus, qui est le plus petit des êtres photosynthétiques, ne peut fixer
que NH‘ à partir de son patrimoine génétique réduit. En revanche, le même patrimoine
génétique lui permet d’être insensible aux variations d’abondance en éléments nutritifs grâce
à un système récepteur de lumière économe en azote et fer. Sa petite taille lui donne un
avantage décisif pour absorber des éléments nutritifs à travers sa membrane grâce à son très
fort rapport surface/volume par rapport aux algues de plus grande taille. Ainsi, Prochlorococus
est très abondant dans les régions oligotrophes. Étant de petite taille et n’ayant pas de test
minéral, Prochlorococus ne quitte pas les eaux de surface et sa mort permet de réalimenter le
milieu en azote assimilable par les organismes photosynthétiques, même quand le nitrate est
absent (conditions oligotrophes).
7.3. Estimation de la production primaire
On mesure généralement la production primaire à partir d’expériences d’incubation
durant lesquelles une solution très enrichie en 14C d’origine artificielle est ajouté à de l’eau
de mer (avec ses organismes vivants) dans un récipient fermé. On ajoute suffisamment de
’C pour que le ’C présent naturellement dans l’eau de mer soit négligeable. Par contre,
la quantité de 'C ajoutée reste très inférieure à la quantité de CID naturellement présente
dans 1 échantillon, si bien que l’on ne modifie pas le milieu chimiquement. Au cours de
1 incubation, le 1 ’C est fixé par le plancton. On récupère ensuite le plancton sur un filtre et
on mesure la quantité de radioactivité qu’il a absorbée. On peut alors facilement en déduire
la quantité de CID consommée. Pour que le résultat soit aussi représentatif que possible des
conditions naturelles, des systèmes simples et astucieux permettent de faire des incubations
in situ sur des lignes de mouillage à différentes profondeurs depuis la surface jusqu’à la base
de la couche euphorique (Figure 7.7). En remplaçant le 14C par du nitrate contenant de
1 azote marquée isotopiquement (15N), on trace la production nouvelle. Si au lieu du nitrate,
on ajoute des ions ammonium (NH*) marqués isotopiquement, on trace la production
régénérée.