Le fucus vésiculeux dans le stress climatique

October 28, 2019 Fucus vesiculosus (Fucus vesiculosus) montre des réactions couplées aux changements environnementaux

Vagues de chaleur à court terme, réchauffement et acidification à long terme, surfertilisation croissante et appauvrissement en oxygène - les écosystèmes marins sont soumis à de nombreux changements. Les réactions des organismes marins à ces facteurs sont également diverses. Des biologistes du GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel ont maintenant pu prouver à une grande algue que leur réaction aux différents changements environnementaux peut être couplée positivement et négativement - ce qui entraîne une accélération ou un ralentissement de leur adaptation.

La pression exercée sur les écosystèmes marins est de plus en plus forte. Le réchauffement des océans, l'affaissement du pH de l'eau de mer, l'apport en nutriments et la perte d'oxygène les mettent à mal. Les facteurs individuels de certaines espèces peuvent certes constituer un avantage. D'autres changements peuvent également limiter fortement l'habitat de la même espèce. Ces différents effets rendent très difficile l'estimation des futurs déplacements de la biodiversité. "L'une des questions centrales est de savoir si les réactions aux différents changements sont liées positivement ou négativement ou si elles se produisent indépendamment les unes des autres", explique le Prof. Dr. med. Martin Wahl, biologiste marin au GEOMAR.

Des biologistes du GEOMAR et de l'université de Rostock viennent de publier une étude dans la revue Scientific Reports, qui montre pour la première fois que les adaptations à plusieurs altérations génétiques sont liées à une espèce clé des écosystèmes côtiers, le fucus vésiculeux Fucus vesiculosus. "Cela peut à la fois accélérer et bloquer la réponse du fucus vésiculeux aux changements", explique le professeur Wahl, auteur principal de l'étude.

Fucus vesiculosus est une algue brune qui vit sur les surfaces dures le long des côtes de l'Atlantique Nord et dans la mer du Nord et la mer Baltique. Comme d'autres algues, elle joue un rôle important dans la fixation du carbone dans la mer. Elle constitue également la base de l'écosystème sur les rivages respectifs. Dans la mer Baltique, mais aussi dans ses autres zones de distribution, les stocks de Fucus vesiculosus ont fortement diminué depuis le début du 21ème siècle. Les raisons exactes de ce phénomène n'ont pas encore été définitivement élucidées.

Pour leur étude, les chercheurs ont utilisé une installation d'essai spéciale, Kiel Outdoor Benthocosms (KOB). Elle se compose d'un total de douze chambres expérimentales dans lesquelles les écosystèmes côtiers peuvent être simulés à petite échelle. Grâce à une technologie de contrôle complexe, plusieurs paramètres environnementaux peuvent être manipulés. Comme les KOB sont situés sur un ponton dans le fjord intérieur de Kiel et qu'ils sont directement alimentés par l'eau du fjord, les conditions environnementales à l'intérieur des réservoirs expérimentaux sont très proches de la nature.

Dans les chambres expérimentales, sur une période de 12 mois, l'équipe a exposé des familles génétiquement distinctes d'utriculaires à des conditions de dioxyde de carbone élevé, entraînant une baisse du pH de l'eau, des phases de chaleur, un apport accru de nutriments et des périodes de faibles niveaux d'oxygène.

Les réactions aux différents changements étaient clairement liées. Par exemple, les familles qui toléraient des niveaux de pH plus bas pouvaient tolérer le réchauffement et des niveaux de nutriments plus élevés - et vice versa. Parallèlement, ces familles étaient beaucoup plus sensibles à l'appauvrissement en oxygène. "Dans la nature, cela pourrait signifier qu'une population de fucus vésiculeux qui s'est adaptée à la surfertilisation et à la chaleur estivale est particulièrement endommagée ou complètement détruite à l'automne par la poussée d'eau sans oxygène provenant des profondeurs", explique Martin Wahl.

Dans l'ensemble, l'équipe n'a pas seulement trouvé la première preuve que les réponses aux différents symptômes du changement climatique peuvent être couplées. "L'étude montre également qu'à l'avenir, nous aurons toujours besoin de recherches qui étudient les réponses des organismes à des changements environnementaux multiples ou décalés dans le temps. Sinon, il sera difficile de faire des déclarations fiables sur l'évolution future des écosystèmes en mer", explique le professeur Wahl.


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