Tara Oceans perce les secrets du plancton et livre son génome

Cinq études viennent de paraître dans Science, qui sont les premiers résultats de l’expédition 2009-2013 du voilier océanographique Tara. C’est le plus grand travail, jamais effectué, de séquençage génétique de ces micro-organismes marins dont la plupart d’entre eux étaient inconnus. Cette communauté quasi invisible à l’œil nu s’avère actrice du climat: comme les forêts, l’océan respire.

L’océan est le plus grand écosystème de la planète dont nous ne savons encore que très peu de choses et particulièrement pour le plancton. Ces organismes, qui forment la base de la chaîne alimentaire, ne se voient qu’au microscope, pour la plupart, et n’étaient pas caractérisés jusqu’à maintenant.

Le plancton et le climat

«Le plancton, c’est bien plus que de la nourriture pour les baleines, a décrit le chercheur Chris Bowler, dans une entrevue accordée au quotidien Le Monde. Ces micro-organismes sont à la base de toute la chaîne alimentaire des océans, mais aussi des mécanismes qui influencent l’ensemble de la planète, comme le cycle du carbone.» Ils représentent 80 % de la biomasse des océans et produisent par photosynthèse la moitié de l’oxygène que nous respirons et absorbent la moitié du gaz carbonique que nous produisons.

La mission Tara Oceans est menée par la fondationTara Expéditions et le consortium Océans regroupant 21 laboratoires et institutions de neuf pays. Sa mission est de cartographier la biodiversité planctonique, décrire les gènes d’une partie de ces organismes, explorer les interactions entre les organismes et le rôle qu’ils jouent dans l’environnement.

Cinq publications scientifiques ont été publiées dans un numéro spécial de la revue Science du 22 mai 2015 «pour tenter de trouver des arguments pour convaincre de l’importance de l’océan dans la machine climatique mondiale», explique Romain Troublé, le secrétaire général de Tara Oceans, dans une vidéo du site. L’océan ne fait pas que subir le climat, il en est un acteur par sa biodiversité, par sa capacité à capter le carbone et la chaleur. Il ne peut tenir son rôle que s’il est en bonne santé.

À bord de Tara, les équipes scientifiques se sont relayées pour échantillonner le plancton à travers les océans pendant quatre ans, de 2009 à 2013. Elles ont prélevé 35 000 échantillons dans 210 sites, passant en moyenne 60 heures par site pour capturer un maximum d’organismes formant le plancton. La plupart des échantillons ont été prélevés dans 200 mètres de profondeur, même si certains ont été pêchés jusqu’à 2000 m.

Une formidable diversité et des interactions chez le planton

Dans leurs filets à mailles encore plus petites que les organismes qu’ils recherchaient, les chercheurs ont remonté tous les êtres vivants mesurant entre 0,02 micromètre à quelques millimètres: des virus, des bactéries (organismes unicellulaires procaryotes), des protistes (organismes unicellulaires à un ou plusieurs noyaux), des eucaryotes. Les laboratoires ont créé un catalogue de plusieurs millions de nouveaux gènes du plancton dont sa diversité s’avère immense.

Sur les tous les sites de récolte du plancton, les chercheurs ont aussi prélevé des échantillons d’eau pour avoir de nombreuses variables environnementales, comme la température et la salinité. Ces données constituent des points de référence qui permettront d’évaluer, à grande échelle, l’impact du changement climatique sur les écosystèmes océaniques dans le futur. «Le résultat montrant que la température détermine quelles espèces sont présentes est particulièrement pertinent dans le contexte du changement climatique mais, dans une certaine mesure, ce n’est que le début», souligne Chris Bowler.

Grâce à de nouveaux modèles informatiques, les chercheurs ont pu prédire comment ces organismes planctoniques très divers interagissent. Ces prédictions ont ensuite été confirmées par des observations en microscopie de certains échantillons prélevés au cours de l’expédition. Lorsque les chercheurs ont cartographié les interactions entre ces micro-organismes, ils ont découvert que la plupart d’entre eux sont de type parasitique et permettent de recycler les nutriments vers la base de la chaîne alimentaire. Cette carte constitue un premier pas vers une meilleure compréhension de la dynamique et de la structure de l’écosystème marin dans sa globalité.

Sensibiliser, éduquer

En plus de favoriser la recherche en biologie marine, les équipes de Tara Oceans ont mené des actions éducatives vers le public et notamment les jeunes, «un enjeu plaidoyer, pour aussi éduquer les politiques, leur apprendre à comment intégrer ces grands enjeux que portent l’océan aujourd’hui pour l’humanité», explique Romain Troublé. Tara sera à Paris lors de la Conférence climatique de l’ONU en décembre.

Outre les 190 scientifiques, près d’une centaine de marins, journalistes, artistes et enseignants ont embarqué et travaillé à bord de Tara. «Au-delà des recherches scientifiques de pointe qui ont été développées grâce à la collaboration avec Tara Expéditions, cette aventure sert aussi à montrer à quel point les océans sont importants pour notre propre bien-être», souligne Éric Karsenti, directeur scientifique de Tara Oceans.

Prélèvements d'eau. © Tara Expéditions Bouteilles de prélèvement d’eau. © Tara Expéditions.

Sept types de filets différents ont été déployés au cours de l’expédition. Les tailles des mailles allant de 5 à 690 micromètres et le remorquage se faisant à l’horizontal ou à la vertical, entre la surface et 1000 mètres de profondeur. ©V.Hilaire/Tara Expéditions

Sources

Sur le site de Tara Expéditions:

Premiers résultats scientifiques de l’expédition Tara Océans – Plancton: la nouvelle frontière

Dossier de presse en accès libre et résumés des 5 publications

Sur le site de Science (en anglais seulement):

Tara, Oceans studies plankton at planetary scale (introduction aux 5 publications scientifiques, leurs références et résumés).

Oceans and Earth’s habitability (éditorial)

On a aimé regarder

Sur le site de Tara Expéditions:

Tara Océans – Interview de Romain Troublé sur les résultats de l’expédition (vidéo de 3 min 33 s)

Sur le site de Francetv info:

L’incroyable diversité du génome des mers et des océans (vidéo de 1 min 56 s)