Le plancton, ces micro-organismes qui constituent la base du réseau trophique marin, génèrent environ la moitié de l’oxygène de la Terre et captent jusqu’à 40 % des émissions mondiales de carbone. Or, avec le réchauffement des océans induit par le changement climatique, la reproduction des algues et le rétrécissement des zones photiques menacent les populations de plancton, affectant à la fois la biodiversité et les humains.
Le plancton désigne des organismes portés par les marées et les courants, incapables de lutter efficacement contre ces mouvements. Ils restent microscopiques, mesurant au plus environ un pouce (2,45 centimètres), bien qu’ils englobent aussi des espèces plus grandes comme certains crustacés (crabes, crevettes) et les méduses.
Le plancton est classé par sa taille, son type et son temps de dérive – le phytoplancton (plantes) et le zooplancton (animaux) constituent les catégories fondamentales les plus courantes.
Phytoplancton
Étant les plus petits éléments du plancton, les phytoplanctons – aussi appelés microalgues – dépendent de la lumière pour survivre et se développer, car ils contiennent de la chlorophylle. C’est pourquoi on les retrouve le plus souvent en suspension dans la zone photique de l’océan, là où la lumière pénètre l’eau.
Le phytoplancton a posé les bases de la chaîne alimentaire marine. Étant donné qu’il est capable de photosynthèse sous lumière pour produire l’énergie nécessaire à la vie, il est considéré comme autotrophe – ou auto‑nourrissant. D’autres autotrophes capables de produire de l’énergie à partir de la lumière, de l’eau ou du carbone forment ce que l’on appelle les producteurs primaires, constituant le socle de la chaîne alimentaire.
La chaîne alimentaire marine débute avec le phytoplancton, consommé par le zooplancton et le krill. Ces petits organismes servent ensuite de proie aux poissons, et la chaîne de consommation grimpe vers les prédateurs en haut de la pyramide, tels que les requins, les ours polaires et, bien sûr, l’homme.
Le phytoplancton produit aussi de l’oxygène comme sous‑produit du processus de photosynthèse. Environ la moitié de la production d’oxygène sur Terre provient des océans, selon le National Ocean Service américain. Prochlorococcus, le plus petit phytoplancton de la planète, peut produire jusqu’à 20 % de l’oxygène de l’ensemble de la biosphère.
Le phytoplancton ne fournit pas seulement nourriture et oxygène à la vie marine mondiale, il joue aussi un rôle clé dans la régulation du carbone atmosphérique via la pompe biologique, un mécanisme qui transporte le carbone de la surface des océans vers les profondeurs marines.
Dans le cadre de la photosynthèse, ce processus qui produit de l’énergie en convertissant le carbone inorganique en composés organiques comme le glucose est appelé fixation du carbone, une étape centrale de la pompe biologique.
Grâce à la photosynthèse, les phytoplanctons absorbent le dioxyde de carbone (CO2) et intègrent le carbone de la même manière que le bois et les feuilles d’un arbre. Bien que la majeure partie de ce carbone se recycle dans les eaux de surface lorsque les microalgues sont consommées ou se décomposent, une portion s’enfonce dans les profondeurs et y est emprisonnée pendant des siècles.
Le phytoplancton est responsable d’une part presque égale de la production primaire mondiale, transformant la lumière du soleil en énergie et en matière organique, formant l’assise de la chaîne alimentaire aquatique et contribuant au cycle global du carbone. Cela est impressionnant compte tenu du fait qu’il représente moins de 1 % de la biomasse photosynthétique terrestre — la masse totale des organismes qui transforment la lumière en nourriture.
De plus, malgré le fait qu’il ne représente que 1 à 2 % de la biomasse carbonée végétale mondiale, le phytoplancton marin est responsable du recyclage de 30 à 50 milliards de tonnes métriques de carbone chaque année, soit près de 40 % du total.
Zooplancton
Le zooplancton vit dans les océans, les lacs et les étangs. Il est hétérotrophe, ce qui signifie qu’il occupe le rôle de consommateur secondaire dans le réseau alimentaire, puisant ses nutriments en se nourrissant des producteurs primaires tels que le phytoplancton présents dans les eaux de surface.
Il joue également un rôle essentiel dans la pompe biologique du carbone. Selon une étude de 2023, en tant que consommateur secondaire, les particules fécales qu’il rejette coulent rapidement et permettent de séquestrer le carbone, emprisonnant le CO2 sur le long terme dans les profondeurs marines.
Leur migration verticale et saisonnière favorise l’enfouissement des particules fécales dans des eaux plus profondes. Une étude publiée en juin a révélé que le zooplancton, comprenant les copépodes, le krill et les salpes, transporte près de 65 millions de tonnes de carbone vers des profondeurs inférieures à 500 mètres dans l’océan Austral, une région clé pour le stockage du carbone. Le mesozooplancton (principalement de petits crustacés appelés copépodes) représente 80 % de ce flux carboné, tandis que les krill et les salpes en contribuent respectivement 14 % et 6 %.
L’océan Austral absorbe environ 40 % de tout le CO2 anthropique stocké par les océans. Le zooplancton qui migre verticalement séquestre efficacement le carbone dans les profondeurs marines tout en retenant les nutriments (phytoplancton).
« Notre travail démontre que le zooplancton est des héros non reconnus de la séquestration du carbone. Leurs migrations saisonnières créent un flux de carbone massif, jusque‑là non quantifié », a déclaré Guang Yang, auteur principal de l’étude et écologue marin à l’Institut d’océanologie de l’Académie chinoise des sciences.
Crise climatique
2024 a été l’année la plus chaude jamais enregistrée. La température moyenne annuelle de surface des eaux de l’océan extra‑polaire a atteint un niveau record de 20,87 °C, selon Copernicus.
La hausse de la température de surface des océans peut favoriser la survenue d’épisodes de floraison algale. Ces floraisons se produisent lorsque des nutriments en excès provoquent une croissance explosive des algues dans les écosystèmes aquatiques. Selon Columbia Climate School, le changement climatique déclenche les floraisons algales de trois manières: une sécheresse suivie de fortes pluies augmente le ruissellement des nutriments dans les plans d’eau, ce qui réduit aussi le débit d’eau, entraînant un réchauffement et une stagnation qui favorisent les floraisons; des niveaux plus élevés de CO2 dans l’atmosphère et l’eau, en particulier pour les cyanobactéries toxiques; et l’élévation du niveau de la mer qui crée des eaux côtières plus peu profondes et plus stables qui accentuent la croissance des algues.
Certains blooms toxiques d’algues épuisent l’oxygène des eaux exposées au soleil et provoquent des carences en oxygène qui menacent encore davantage la vie aquatique. Par exemple, un bloom récent de Karenia mikimotoi en Australie a causé la mort de plus de 450 espèces marines.
Des recherches menées à l’Université de Bristol l’an dernier ont montré que la performance du plancton face à la vitesse actuelle de la hausse des températures affecte des « vastes pans » de la vie marine dépendant de lui comme source alimentaire. D’autres constats publiés en 2023 suggèrent qu’un climat plus chaud peut modifier le caractère du plancton, passant de puits de carbone à émetteurs de carbone.
« Le plancton est le fleuron des océans, s’il venait à disparaître, cela constituerait une menace sans précédent qui perturberait l’ensemble de l’écosystème marin avec des conséquences dévastatrices et étendues pour la vie marine et aussi pour l’approvisionnement alimentaire humain », a déclaré Rui Ying, auteur principal de l’étude de l’Université de Bristol.
« Parce qu’ils peuvent à la fois capter et émettre du dioxyde de carbone, ils fonctionnent comme des commutateurs qui pourraient soit aider à réduire le changement climatique, soit l’aggraver », a expliqué Holly Moeller, co‑auteure de l’étude. « Ces petites bêtes existent sous une forme minuscules, mais leurs impacts peuvent réellement prendre de l’ampleur », a-t-elle ajouté.
Des recherches menées à l’Université de Plymouth en mai ont montré que, entre 2003 et 2022, la profondeur de la zone photique — les couches supérieures éclairées par le soleil où se produit la photosynthèse — avait été réduite de plus de 50 mètres (environ 165 pieds). En conséquence, 21 % des océans mondiaux, y compris d’immenses zones côtières et l’océan ouvert, sont devenus plus sombres. Cela exposera la vie marine à une concurrence accrue pour des ressources telles que l’oxygène et les nutriments, réduisant ainsi leurs chances de survie.
« Des recherches ont montré que la couleur de la surface de l’océan a changé au cours des 20 dernières années, potentiellement en raison de modifications des communautés de plancton. Mais nos résultats apportent la preuve que de tels changements entraînent un assombrissement généralisé qui réduit l’espace océanique disponible pour les animaux qui dépendent du soleil et de la lune pour leur survie et leur reproduction », a déclaré Thomas Davies, professeur associé de conservation marine à l’Université de Plymouth.
