Horizon Mer : Méthodes et Pratiques Scientifiques au lycée François-René de Chateaubriand - Rennes

Pour cloturer leur travail autour du milieu marin, les élèves de la classe de seconde 5 sont allés à la rencontre des marins et scientifiques de la mission  Tara Pacific le jeudi 26 mai 2016 à Lorient. Cette sortie a été l'occasion d'une visite de la goélette Tara pour découvrir les conditions de vie et les moyens matériels dévolus à la plongée pour explorer les coraux du Pacifique. Divisés en 2 groupes, les élèves ont visité le pont, les installations de recherche avec le laboratoire humide puis la zone de vie à l'intérieur de ce bateau conçu à l'origine pour les explorations polaires. Daniel Cron, chef mécanicien à bord nous a accompagné dans la découverte du navire :

Marins en herbe, au coeur du départ

Des classes de tous niveaux ont pu visiter le navire scientifique pendant les deux jours qui ont précédé le départ. Venus de Vannes, Lorient, Pontivy, Lanester et même de Rennes, les écoles étaient au rendez-vous avant que Tara ne parte et s'absente de Lorient pour 2 ans et demi.

http://oceans.taraexpeditions.org

 http://oceans.taraexpeditions.org/m/education/les-actualites/marins-en-herbe-au-coeur-du-depart/

L'après-midi a été consacré à une présentation sous forme de diaporamas des travaux réalisés par les élèves devant Xavier Bougeard, chargé des actions pédagogiques pour les missions Tara au collège Anita Conti de Lorient.

Pour clore ce cycle de travail autour de la biodiversité marine, je tenais à remercier les 20 élèves de la seconde 5 qui ont joué le jeu de la découverte et adhéré à la totalité du projet, je tenais aussi à remercier Serge Fraleux, Bertrand Moreau et Vincent Bliard respectivement proviseur, proviseur-adjoint et gestionnaire du Lycée Chateaubriand à Rennes pour leurs conseils et leur accord pour monter un projet Karta, la région Bretagne au travers des projets Karta qui nous a permis de financer les 3 sorties réalisées hors de l'établissement pour immerger les élèves dans le thème, Xavier Bougeard pour le suivi pédagogique du projet, Catherine Boyen qui nous a accueilli dans les laboratoires de la station biologique de Roscoff, Pascal Radenne, principal -adjoint du collège Anita Conti qui nous a accueilli le 26 mai,Nadia Benabdelhouaed, Thomas Le Berre et Mathieu Saliou qui ont collaboré activement au projet et enfin Michel Chouzier, IA-IPR de SVT, instigateur du projet horizon mer pour le rectorat de Rennes qui nous a quitté le 15 mars dernier. Merci à tous

Aymeric Chevallier

Lors de cette 8e séance, les élèves ont utilisé 2 logiciels de traitement et de comparaison des séquences nucléotidique de l'ADN d'êtres vivants marins.

De manière classique, ils ont exploité le logiciel Anagène qu'ils commencent à maîtriser puisque c'est le logiciel habituellement utilisé au lycée puis ils se sont familiarisés avec la métagénomique pour déterminer à partir de séquences nucléotidiques inconnues à quel être vivant ou à quelle famille d'être vivant, elles appartenaient. Cette séance a pu avoir lieu grâce au kit pédagogique fourni par le fond Tara qui utilise les données recueillies durant la campagne Tara Océans 2009-2012 lors de pêches au plancton sur différentes stations. En effet, en se basant sur des séquences "connues" et reliées à une caractéristique particulière (ici l'ADN 18S), le logiciel de traitement Blast permet de déterminer à quel type d'être vivant (virus, bactérie, algues du phytoplancton, ...)  elle appartient lorsqu'il est impossible de décrire la morphologie de ce qui a été recueilli dans le filet à plancton.

Ces analyses ont aussi permis de mettre une fois de plus en évidence la parenté entre les êtres vivants (en pourcentag) et leur diversité.

Par la suite, les élèves ont choisi les sujets autour desquels ils ont réfléchi et compilé des informations issues des sorties réalisées et des activités des séances de MPS lors des 2 dernières séances :

• La diversité de algues en Bretagne Nord et leurs usages

• L'impact du réchauffement climatique sur la biodiversité marine

• La station biologique de Roscoff, un lieu de recherche et de patrimoine

• La classification du vivant en milieu marin

• Le plancton

• Les pollutions marines et leur impact sur la biodiversité

Ils présenteront leurs travaux à leurs 2 enseignants le jeudi 28 avril puis lors de la visite de la goélette Tara à Lorient le 26 mai en présence de Xavier Bougeard, chargé des actions pédagogiques auprès du fond Tara expéditions et Daniel Cron, marin et explorateur pendant les missions Tara. Cette dernière sortie sera enfin l'occasion de rencontrer des marins et des scientifiques qui travaillent dans des conditions extrêmes sur leur lieu de travail.

La disparition annoncée du thon rouge de l’Atlantique

1. Construire à partir des données du document 4, un graphique présentant l’évolution du stock de thons rouge en Méditerranée en fonction du temps et déterminer la date probable de disparition du thon en considérant une vitesse constante de disparition des thons.

2. A partir des informations fournies, indiquer les moyens pouvant être mis en œuvre pour éviter cette disparition ainsi que les difficultés que cela pourraient entraîner certaines mesures.

Correction :

1. construction de la droite de régression linéaire (disparition prévue en 2009-2010?)

2. mesures (difficultés) : quotas (coût financier et social pour les pêcheurs), réduction de la taille des engins de pêche (achat, réduction des prises), aquaculture (antibiotiques, pollution des fonds marins : granules fermentées et déjections des poissons, impossible pour le thon vue sa taille et son comportement, problème sanitaire et environnemental)

Février 2016 : 8h du matin.

Nous partons pour Roscoff, 3h de route, et nous arrivons devant un paysage presque paradisiaque. La mer à portée de vue, nous arrivons devant Roscoff, où on nous passe un diaporama sur l'objectif principal de cette station, la biologie marine. On nous explique tout le principe des différents réseaux de recherches de cette station, les différentes possibilités de recherches, mais surtout pourquoi les scientifiques ont choisi Roscoff  grâce au phénomène des marées, de l'attraction de masses d'eau par la lune,… qui permet aux scientifiques de pouvoir effectuer des recherches profondes jusqu'à 12h quand  la marée commence seulement à remonter. Ils sont donc en mesure d'effectuer leurs recherches durant ce long temps de marée basse, ce qui permet d'aller beaucoup plus vite et de prélever plus d'échantillons. Mais Roscoff, c'est aussi un lieu pour protéger la nature, tout en ayant une collection d'espèces marines parmi les plus importantes de la planète, car Roscoff a aussi une importance au niveau mondial, c'est pourquoi de nombreux scientifiques, de nombreux pays décident de venir à Roscoff, que ce soit pour faire un stage ou pour écrire une thèse, ... ; en effet la quasi totalité des scientifiques que nous avons ensuite rencontré ont pour la plupart écrit une thèse. Présentons leurs parcours pour que ceux qui le souhaitent puissent suivre leur cheminementsou itinéraires de formation :

Nous avons rencontré :

-Un chercheur, qui a fait terminale S, puis des études d'ingénieur en biotechnologie, une thèse sur l'interaction entre les bactéries et les algues, et enfin un post-doctorat pendant 2 ans aux États-Unis.

-Un apprenti chercheur, qui a eu son bac s, puis a fait une classe préparatoire bio-chimie,physique,et mathématiques. Enfin, il a été à la fac et a obtenu une licence en biologie végétale et un master.

-Une assistante de recherche, qui a également eu son bac s, puis qui a raté sa fac de médecine, puis a enchaîné les stages dans divers endroits du monde, et a finalement obtenu sa place à Roscoff.

-Un transfert de connaissance (personne qui doit lire des tas de revues scientifiques,livres,études,thèses,... et transmettre ses connaissances à d'autres si besoin), qui elle aussi a fait bac s, puis a fait 1 an d'arts plastiques, puis est allée à la fac de biologie et en 3ème a suivi une formation vers les métiers de l'enseignement , puis qui a suivi un stage à Roscoff sur les algues, puis une thèse sur ce même sujet. Je tiens à préciser que les arts plastiques ne sont pas forcément nécessaires,...

-Une ingénieur, qui a eu son bac s, est allée à l'université, a fait ensuite un master professionnel (=bac +5) en aquaculture, puis à fait plusieurs stages, notamment dans un magasin de plongée en tant que technicienne, mais elle souhaite faire de la recherche appliquée et a donc intéré un programme de recherche appliquée sur la mort d'huîtres dans les élevages ; ce qui lui a permis d'entrer à Roscoff puis elle  a effectué un travail sur les micro-algues, puis un poste s'est libéré et elle a gagné sa place grâce à un concours.

-Le maître de conférence, qui a fait un bac s, puis une licence,un master, puis une thèse à Paris, qui représente pour lui son « pied dans la recherche » et qui a duré plus de 3ans. Il a enfin terminé ses études en faisant un post-doctorat en Espagne de 6 ans. Elle travaille actuelement sur le développement de la roussette comme organisme modèle.

Voilà l'équipe de scientifiques avec laquelle nous avons échangé durant une heure. Il nous ont notamment parlé de la situation économique actuelle, du fait qu'il y ait moins de postes, que la mobilité étant un élément essentiel sachant qu'il faut être prêt à travailler partout dans le monde en bougeant régulièrement ; ce qui pour eux est une qualité essentielle à l'obtention d'un emploi dans ce milieu scientifique. Aujourd'hui, ces recherches, comme celles de Roscoff, sont lentes et nécessitent d'importants capitaux qui proviennent essentiellement de l'Etat: voilà les désavantages de cette profession. Or, si aujourd'hui il ya peu de postes, la passion doit donc être au coeur de l'implication de ces scientifiques. La passion est une des qualités de ces scientifiques, mais la présence de nombreux scientifiques d'autre contrées dont nous avons parlé précédemment est également une de ces raisons carcela favorise les échanges . Pour l'instant, ces scientifiques sont passionnés pour la seule raison d'être scientifique : découvrir , car aujourd'hui, ces scientifiques ne font que de la découverte, chaque jour ils peuvent découvrir de nouvelles espèces marines, dans le cadre de leurs recherches, et font chaque jour un nouveau pas vers la totale découverte des espèces de l'univers marin, ce qui rend leur travail extrêmement long et difficile, nécessitant un soutien long et constant de l'Etat mais aussi des contribuables,qui y contribuent notamment en payant des impôts,servant à ces recherches qui se déroulent en 3 étapes:

-le temps de recherche, la rédaction d'articles scientifiques souvent en langue anglaise, et la recherche de sujet et de budget.

Mathieu Hamery

Entre 1910 et 1912, le grand artiste et naturaliste Mathurin Méheut réalise 400 aquarelles, 2000 croquis,100 toiles, 200 dessins sur la faune littorale lors de son séjour à la station biologique de Roscoff à l'invitation du professeur Lacaze-Duthiers pour son œuvre : L'étude de la Mer qui dresse un inventaire de la faune et de la flore marine locale.

État des lieux un siècle plus tard

Visite imaginaire de Mathurin Méheut au XXIe siècle

En arrivant à Roscoff où peu de choses ont changé, Mathurin Méheut n'a aucun mal à retrouver la direction du laboratoire. Par contre, au lieu d'emprunter les petits chemins de terre serpentant entre les courtils voués à la culture maraîchère, il se contente de suivre les rues goudronnées bordées de pavillons. Si la partie du laboratoire qu'il a connue est entièrement rénovée, il ne tarde pas à retrouver la grande salle des aquariums où il a passé tant d'heures et attrapé tant de rhumatismes. De nombreux chercheurs et étudiants très affairés circulent dans les allées du jardin clos, témoignant d'une intense activité. Le laboratoire est devenu une ville dans la ville, englobant du même coup les anciens hôtels où l'attend son logement.

Mathurin Méheut s'empresse d'aller reconnaître la petite cité nichée autour de son port, se remémorant les paroles de Beauchamp en 1913 : « Hâtons-nous d'inventorier » la faune de l'herbier, herbier sur lequel a dû nécessairement empiéter le « nouveau » quai inauguré en 1920. Mathurin Méheut constate que ce port d'échouage héberge de grands caseyeurs (6 ou 7), des fileyeurs (5 ou 6) de construction plus récente, embarquant des kilomètres de filets et pouvant opérer loin de leur port d'attache, ainsi que de multiples bateaux de taille plus réduite. Se rappelant alors qu'en 1910 le port ne comptait que trois grands cordiers, Méheut se renseigne sur les activités de pêche actuelles. Il apprend ainsi que toute l'activité de mareyage est dotée d'une criée moderne et que l'ensemble est regroupé avec le port des ferries qui assure un intense trafic trans-Manche.

Une grande partie de la côte est de Roscoff a ainsi été arasée, les falaises aplanies, les criques comblées …

Nombre de cuvettes des milieux battus et une partie des champs de laminaires et d'herbiers ont disparu, économie moderne oblige.

En revenant vers le laboratoire, Méheut continua vers l'ouest le long de l'Aber. L'urbanisation s'ets développée considérablement, notamment au bénéfice d'installations hospitalières et de thalassothérapies. Nombre d'émissaires s'ouvrent sur les plages et, localement, les sables de cette baie sont devenus bien vasards. Le chenal central de l'Aber, toujours en eau à basse mer, qui assurait un échange avec le marais maritime endigué et jouait le rôle de chasse d'eau, n'a plus la même efficacité. Le marais dont le rôle est d'épurer les eaux qui y pénètrent à haute mer et de permettre la migration de juvéniles de poissons, a été en partie voué à l'agriculture et à la création d'un jardin public d'agrément. Par contre, le fond de l'Aber est partiellement occupé par une espèce de Spartine invasive, créant ainsi, petit à petit un nouveau marais.

La mer étant descendante, Méheut se rend vite compte qu'une différence essentielle existe avec ce qu'il a connu. Qu'est devenu l'herbier situé juste sous le laboratoire et ses immenses étendues, « ces prairies passées au rouleau » comme l'écrivait Beauchamp ? Elles étaient continues de la pointe ouest de Roscoff (Perharidy) à la pointe de Bloscon à l'est.

Poussant plus loin son exploration sur les plages dunaires à l'Ouest de Roscoff, Méheut est aussi surpris de constater que l'étendue et l'épaisseur des laisses de mer, en haut de plage mais aussi localement à mi-marée, sont impressionnantes. Algues vertes, brunes et rouges restent entassées et pourrissent sur place, ce qui signifie que les pratiques agricoles locales ont dû bien changer.

Peut-on raisonnablement estimer les pertes de biodiversité sur ce site déclaré prestigieux à ce titre ? Une première question vient tout de suite à l'esprit : certaines modifications sont-elles dues aux changements climatiques intervenus depuis un siècle ?

La diversité littorale aujourd'hui

La régression de l'herbier à Zostères (Zostera marina) reste ainsi le fait le plus marquant des changements intervenus dans le secteur de Roscoff. La carte de Joubin établie en 1908 montre bien la couverture, continue entre Roscoff et l'île de Batz, de ces herbiers qui, à partir du niveau de la mi-marée, descendaient jusqu'à 10 à 12 mètres de profondeur à l'est de l'île. Ces vastes prairies, il n'est pas inutile de le rappeler ici, sont avant tout des zones refuges et des aires de ponte pour les seiches, les épinoches et autres familles spécifiques de poissons.Les jeunes morues, les saints-pierres … abondaient. Quant au feutrage (matte) que constituent les rhizomes et les racines, il pouvait atteindre 30 centimètres d'épaisseur. Il était alors apte à résister aux fortes tempêtes. A la surface de cette matte s'installaient nombre d'éponges et d'ascidies... et la faune enfouie témoignait de la stabilité de ces sols d'âge séculaire. Parfois l'hydrodynamisme puissant, dans le chenal de l'île de Batz par exemple pouvait creuser des cuvettes rapidement occupées par les Halidrys et les Cystoseires, qui servaient alors de support à de nombreuses espèces. C'est ce qui fit la réputation des premiers cherchurs du laboratoire travaillant sur les ascidies : Lacaze-Duthiers et Giard en dénombrent une vingtaine d'espèces sous les rochers et une vingtaine d'autres sur les algues. De même les comatules sont récoltées en abondance par Perrier (plus de 300 exemplaires entre « deux marées »). Dans ces mêmes cuvettes, on pouvait aussi fréquemment trouver des coquilles Saint-Jacques !

La disparition drastique des herbiers commence en 1931-1932et l'on sait aujourd'hui que les années 1930-1934 ont été des années chaudes durant le millenium passé. Le changement climatique explique la disparition d'une espèce d'affinité froide, et l'épizootie constatée peut être considérée non pas comme la cause mais la conséquence de l'affaiblissement de l'espèce. Des études de suivi sur la reconstitution de l'herbier montrent qu'il faut plusieurs décennies avant qu'il ne se rétablisse durablement. Parfois, les premières étapes de reconquête, à la faveur d'années froides par exemple, ont pu faire illusion, car ce sont des stades pionniers, au futur imprévisible. Aujourd'hui, l'herbier existant ne découvrent qu'aux grandes marées de vives-eaux, à un niveau où les tempêtes peuvent le mettre à mal en le perforant de cuvettes. L'explication climatique n'est certes pas la seule, la qualité des eaux peut sans aucun doute être évoquée car la restauration semble plus rapide sur les lieux moins urbanisés. N'oublions pas non plus le rôle des herbivores très spécialisés comme les oies bernaches qui, il y a un siècle, étaient vraisemblablement moins nombreuses sur nos côtes. Par manque d'herbier à consommer, elles semblent aujourd'hui plus généralistes du point de vue alimentaire.

Un deuxième habitat de haute diversité spécifique a subi des préjudices graves par exploitation directe, il s'agit des bancs de maërl. Il existe toujours en petites taches localisées au sein de massif rocheux, c'est-à-dire là où l'exploitation est risquée pour les navires extracteurs de plus en plus nombreux et efficaces. Ainsi, disparaissent peu à peu de véritables « oasis » de diversité. Ces bancs d'architecture complexe, refuge de nombreuses espèces, constituent de véritables « éponges à diversité » à partir desquelles les fonds voisins peuvent être recolonisés. L'extraction se traduit par la destruction pure et simple de l'habitat. De plus, en abaissant son niveau d'immersion, l'algue a de moins en moins de lumière et ainsi peu de chance de se redévelopper. L'extraction se traduisant par une large zone de turbidité, tous ces facteurs empêchent le banc de se reconstituer. C'est une ressource non renouvelable compte tenu du temps de croissance de l'algue. L'abondance des individus hébergés est très variable d'un site à l'autre ; en revanche les bancs de maërl de la baie de Morlaix, du moins ce qu'il en reste, sont parmi les plus riches de Bretagne avec 150 espèces présentes simultanément par mètre carré. L'exploitation du champ de laminaires existe depuis le début du XIXe siècle et la mécanisation des bateaux goémoniers ne s'est développée que dans le dernier quart du XXe siècle. Cette exploitation fait l'objet d'un suivi scientifique et repose essentiellement sur Laminaria digitata qui, en tant qu'espèce froide, n'est pas à l'abri de l'augmentation des températures estivales ou des modifications du rayonnement solaire. La preuve est que sa population a régressé de 1997 à 2001. Dans l'état actuel du suivi, la baie de Morlaix semble cependant moins affectée que d'autres secteurs (Bretagne Sud, baie de Seine). La diversité globale de cet habitat ne semble pas amoindrie, même si l'espèce majoritairement exploitée risque d'être remplacée par une espèce compétitrice.

Les Fucales ont été utilisées depuis la fin du XVIIe siècle, en fonction du droit coutumier, afin de répondre aux besoins de l'agriculture. Cette production du goémon de rive s'est effondrée après la guerre, lorsque l'industrie chimique a inventé les engrais.Les cultivateurs léonards ont cessé leur coupe manuelle des Fucus et Ascophyllum, préférant d'autres modes d'amendement. De nos jours, ce goémon de rive est très peu utilisé, aussi la production de ces fucales vient-elle enrichir, avec les laminaires et toutes les autres algues, les laisses de mer de haut de plage. Elles sont à la base de la nourriture d'une multitude de petits crustacés, comme les puces de mer, elles-même consommées par des juvéniles de poissons. Ce sont des bars, des lieus, des plies … sans oublier les foules d'oiseaux qui fréquentent ces plages. C'est pourquoi un nettoyage intensif des plages n'est guère souhaitable dans le cadre du maintien de la biodiversité. Cette importante biomasse algale, non prélevée par l'homme de nos jours, est ainsi mise à la disposition de ces multitudes de mangeurs de détritus végétaux. Cet afflux de matière organique, en favorisant un certain de maillon de la chaîne alimentaire, modifie notablement le fonctionnement de l'écosystème de ces plages. Les conditions étaient nécessairement différentes à l'époque où Méheut arpentait les grèves. A titre d'exemple, le risque de marée verte était totalement inconnu.

La biodiversité actuelle est aussi fonction de ce qu'ont pu être les activités de pêche. Les moyens ont changé ainsi que les espèces ciblées. Dans l’œuvre de Méheut, le port de Sieck est représenté avec des navires langoustiers. Cette pêcherie de langouste rouge a disparu depuis bien longtemps. L'activité du port de Roscoff reposait sur ses cordiers et la pêche au tramail. Ces modes de pêche, florissant entre les deux guerres, eurent pour effet d'écrêter le sommet de la chaîne alimentaire. Ce sont essentiellement les Sélaciens, ces grands prédateurs, particulièrement vulnérables du fait de leur mode de reproduction (fécondation interne, peu d’œufs, espèces vivipares) qui ont progressivement disparu de l'écosystème : pocheteaux, torpilles, pastenagues, aigles de mer, anges de mer, aiguillats, émissoles, milandres …

Seules certaines espèces de raies et de roussettes sont encore des prises quantifiables, mais sans grand intérêt commercial. Quant à la taille moyenne de capture, pour l'ensemble des espèces, elle est bien inférieure à celle qu'elle était autrefois, ce qui est bien la caractéristique des populations surexploitées.

Ceci eut nécessairement pour conséquence la mise à disposition d'une biomasse de proies à un niveau inférieur du réseau trophique. Il y a là sans doute une explication plausible à la relative abondance, durant la seconde moitié du XXe siècle, de bars, de gadidés tels le lieu, la morue, le tacaud, la julienne. A titre d'exemple, cette dernière espèce était signalée comme exceptionnelle entre les deux guerres dans le secteur de Roscoff. De même, le merlan, relativement rare à l'époque, est devenu de plus en plus fréquent aujourd'hui.

Les moyens de capture ont considérablement évolué, la motorisation est intervenue, la présence de pêcheurs plaisanciers s'est accrue et, face à ces nouveaux comportements humains, il est illusoire de penser que cela n'a pas de conséquences sur le fonctionnement sur la biodiversité de l'écosystème.

Partant de ce voyage de Méheut, il n'est pas aisé de répondre à la question : qu'est devenue la biodiversité observée par l'artiste un siècle plus tard ?

Changements climatiques, modifications des activités anthropiques, tant en mer que sur le littoral adjacent, sont donc capables de détériorer certains habitats ou d'en modifier la richesse en espèces. A titre d'espoir et de façon quelque peu contradictoire, dans ce secteur bien inventorié et en se basant sur des données qui ont déjà une centaine d'années, la richesse spécifique semble assez peu affectée, hors des populations halieutiques. Plus évidente est la dégradation des habitats, en surface te en qualité. C'est notamment le cas des habitats complexes comme les herbiers ou les fonds de maërl. L'abondance des espèces dans un secteur donné se trouve ainsi amenuisée car, de fréquentes, elles deviennent rares. Les habitats concernés peuvent être considérés comme les reliques d'une richesse spécifique passée. Ceci survient parallèlement à l'homogénéisation des faciès sédimentaires sous l'action des atteintes anthropiques et altère aussi nécessairement le fonctionnement des chaînes alimentaires comme nous l'avons vu. Si aujourd'hui les écologistes marins sont aptes à estimer les pertes des habitats ou de leurs habitants, évaluer les changements intervenant dans le fonctionnement des écosystèmes reste encore une gageure. Le rôle de chaque espèce dans un système où elle vit peut-il être précisé ? Le fait de pouvoir identifier plusieurs espèces assurant une fonction, qui apparaît identique, est-il une chance pour l'avenir ? Tout cela reste à démontrer et c'est tout l'enjeu du maintien de la recherche sur la biodiversité. Mathurin Méheut, encadré par des professionnels de la zoologie ou initiateurs de l'écologie, a consacré ses multiples talents. à observer, comprendre et transcrire. En décrivant à sa façon la biodiversité, il fut un précurseur. Ses représentations -qui pouvaient apparaître comme ponctuelles dans le temps- sont devenues des outils de référence et apportent une aide indispensable à la compréhension du fonctionnement des systèmes littoraux à l'écologiste du XXIe siècle.

Michel Glémarec

La Biodiversité littorale vue par Mathurin Méheut

Solus Locus 2015

Le jeudi 21 février, les séances de MPS ont repris et elles ont été l'occasion de rencontrer des professionnels de la recherche scientifique. En effet, les 20 élèves de la classe de seconde 5 ont visité les installations de la station biologique de Roscoff.

La Station biologique de Roscoff a été fondée en 1872, c’était le « Laboratoire de Zoologie Expérimentale », par le Professeur Henri de LACAZE-DUTHIERS, de La Sorbonne à Paris

La visite a débuté par un accueil et une présentation de la station par Catherine Boyen, directrice du laboratoire de biologie intégrative des modèles marins (UMR LBI2M). Un rapide historique a permis de montrer aux élèves l'importance de ces laboratoires dans la connaissance des écosystèmes littoraux en Bretagne, puis les différents laboratoires de recherche et les services associés ont été présentés :

• Centre de Ressources (3767 souches de virus, bactéries et plancton marins y sont conservés)

• Service Mer (matériels nautiques nécessaires aux prélèvements en mer)

L'intérêt de Roscoff réside dans sa richesse spécifique : 600 espèces d'algues et plus de 3000 espèces animales, de plus sa localisation permet de pouvoir observer ces espèces entre 12 et 14 h aux marées de vives eaux (coefficients supérieurs à 110).

Les axes de recherche du laboratoire de biologie intégrative des modèles marins concernent la biodiversité marine et l'environnement et en particulier l'adaptation et l'acclimatation des êtres vivants (algues, bactéries, virus, mollusques) à l'environnement biotique et abiotique mais aussi la santé au travers de l'étude du cycle de développement de l'oursin. Ces travaux sont permis par une approche globale qui intègre différents champs disciplinaires scientifiques (Biologie marine, biologie du développement, physiologie des végétaux et animaux, microbiologie, génomique, biologie structurale, évolution, biologie environnementale, biologie des systèmes, écologie chimique et mathématiques).

Cette présentation a été suivie d'une visite en 2 temps en par groupe de 10 de l'aquarium historique et de salles de cultures d'algues dans les laboratoires.

Présentation par Xavier Bailly

Visite de l'aquarium et présentation de l'élevage de roussettes

Visite assurée par Catherine Boyen

L'après-midi a été l'occasion de rencontrer les personnels de la station et a permis aux élèves de les questionner sur leur travail, les intérêts de ce travail, leurs parcours respectifs et les applications pratiques de la recherche fondamentale qui s'avère être encore une aventure.

Thomas Leberre nous a accompagné lors de cette sortie et sa connaissance de la recherche océanographique et de l'aquaculture nous ont été précieuses pour encadrer les élèves.

Je tenais à remercier Catherine Boyen pour la qualité de son accueil et la pertinence des activités proposées aux élèves, Xavier Bailly, chercheur co-responsable du Centre de ressources biologiques marines de la Station biologique de Roscoff pour son investissement lors de la visite de l'aquarium ainsi que François Thomas (jeune chercheur CNRS en microbiologie marine (équipe Glycobiologie marine)), Delphine Scornet (Assistant Ingénieur CNRS en biologie moléculaire (équipe Génétique des algues)), Agnès Boutet (Enseignant-Chercheur UPMC en biologie du développement de la roussette (équipe Traduction, cycle cellulaire et développement)), Sébastien Henry (Technicien au Centre de Ressources de Biologie Marine (équipe Modèles Marins)) et Fabienne Jallabert (Ingénieur CNRS au Service Mer et Observation) pour leur disponibilité et la richesse des échanges qu'ils ont eus avec les élèves.

Le " réseau social " planctonique de la pompe à carbone biologique dévoilé

L'océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l'instar d'un réseau social, le réseau d'organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l'UPMC, de l'Université de Nantes, du VIB, de l'EMBL et du CEA.

http://oceans.taraexpeditions.org

Le « réseau social » planctonique de la pompe à carbone biologique dévoilé

L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

 

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

 

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[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

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L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

 

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

 

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[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

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L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

 

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

 

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[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

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L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

 

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

 

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[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

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L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

 

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

 

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[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

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Le « réseau social » planctonique de la pompe à carbone biologique dévoilé

© G.Bounaud C.Sardet Soixanteseize Tara Expeditions

   

 

 

L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

 

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

 

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[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

 

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Le « réseau social » planctonique de la pompe à carbone biologique dévoilé

© G.Bounaud C.Sardet Soixanteseize Tara Expeditions

   

 

 

L’océan est le plus important puits de carbone de la planète. A l’instar d’un réseau social, le réseau d’organismes planctoniques impliqué dans ce puits de carbone a été décrit par une équipe interdisciplinaire réunissant des océanographes, des biologistes et des informaticiens, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA. Le catalogue d’organismes planctoniques collectés durant l’expédition Tara Oceans livre peu à peu ses secrets : aujourd’hui, la première vision globale du réseau d’espèces liées à la pompe biologique des océans a mis en lumière de nouveaux acteurs et les principales fonctions bactériennes concernées dans ce processus. Elle a été obtenue en analysant des échantillons récoltés lors de l’expédition de la goélette Tara, dans des zones pauvres en nutriments, qui couvrent la plus grande partie des océans. Les scientifiques ont également démontré que la présence d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Ces découvertes permettront notamment aux chercheurs de tester la robustesse de ce réseau face aux perturbations climatiques et les conséquences sur la pompe à carbone biologique. Publiés le 10 février 2016 sur le site de la revue Nature, ces travaux soulignent l’importance du plancton dans la machine climatique.

 

L’océan est le principal puits de carbone planétaire grâce à deux mécanismes principaux : la pompe physique, qui entraîne les eaux de surface chargées en gaz carbonique dissous vers des couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère, et la pompe biologique. Cette dernière fixe du carbone, soit dans les tissus des organismes via la photosynthèse, soit dans les coquilles calcaires de certains micro-organismes. Une partie du carbone ainsi fixé sous forme de particules marines est par la suite entraînée en profondeur (on parle d’export de carbone) avant d’atteindre les grands fonds où elle sera stockée (on parle alors de séquestration). La pompe biologique est donc l’un des processus biologiques majeur permettant de séquestrer du carbone sur des échelles de temps géologiques.

Ce processus largement étudié depuis les années 80 fait intervenir le plancton des océans. Ces êtres microscopiques d’une variété extraordinaire (le plancton comprend des virus, des bactéries, des eucaryotes [1] uni- et multicellulaires) produisent la moitié de l’oxygène de notre planète et sont à la base de la chaîne alimentaire océanique qui nourrit les poissons et les mammifères marins. De nombreuses études ont mis en évidence que l’intensité de la pompe biologique est directement corrélée à l’abondance de certaines espèces planctoniques. Mais l’organisation des communautés impliquées dans le puits de carbone restait encore très largement méconnue.

En analysant des échantillons prélevés durant l’expédition Tara Oceans (2009-2013), une équipe interdisciplinaire réunissant des biologistes, des informaticiens et des océanographes, a levé le voile sur ces espèces planctoniques, leurs interactions et les principales fonctions associées à la pompe biologique dans les régions océaniques particulièrement “pauvres” en nutriments. Ces zones dominent dans les océans (plus de 70 %). Les chercheurs, principalement du CNRS, de l’UPMC, de l’Université de Nantes, du VIB, de l’EMBL et du CEA (cf. liste des laboratoires ci-dessous), se sont appuyés sur de précédents articles publiés dans Science le 22 mai 2015, notamment sur la première cartographie des interactions entre organismes planctoniques [2]. Grâce à des analyses informatiques, ils ont ainsi décrit le premier “réseau social planctonique” associé à l’export de carbone dans les régions “pauvres” en nutriments. De nombreux acteurs recensés, tels certaines algues photosynthétiques (en particulier des diatomées) ou des copépodes (ce sont des crevettes microscopiques), étaient déjà connus. Mais, l’implication de certains micro-organismes (parasites unicellulaires, cyanobactéries et virus) dans l’export du carbone était jusqu’alors largement sous-estimée.

Allant plus loin, les chercheurs ont ensuite caractérisé un réseau de fonctions, cette fois-ci constitué à partir de l’analyse des gènes des bactéries et des virus. La base de données Tara Oceans a ainsi permis d’établir que l’abondance relative d’un petit nombre de gènes bactériens et viraux prédit une fraction significative de la variabilité de l’export de carbone vers les profondeurs océaniques. Une partie de ces gènes est impliquée dans la photosynthèse et le transport membranaire, favorisant, entre autres, la dégradation et la sédimentation de la matière organique. Cependant, la fonction de la majeure partie de ces gènes est encore inconnue.

Connaître la structure de ces réseaux et la fonction des gènes impliqués dans le cycle du carbone ouvre de nombreuses perspectives, notamment la possibilité de modéliser des processus biologiques impliqués dans le cycle du carbone au sein des océans. Il devrait ainsi être possible de tester la robustesse de ces réseaux dans différentes conditions climatiques et de mieux appréhender comment les différentes espèces planctoniques influencent le cycle du carbone et la régulation du climat. Un des objectifs à venir est de reproduire ce travail pour des régions océaniques riches en nutriments afin de compléter les réseaux planctoniques révélés et ainsi de mieux comprendre leurs dynamiques au niveau global. Pour disposer d’une vision complète de la pompe biologique à carbone, des travaux futurs devront être complétés par une approche intégrée de plus grande ampleur, notamment sur la mesure spatio-temporelle de la pompe elle-même (nature particulaire, répartition du carbone dans la colonne d’eau de la surface au fond de l’océan, saisonnalité du processus…).

 

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[1] Ce sont les organismes, uni- ou multi-cellulaires, dont le matériel génétique est compris dans un noyau (contrairement aux bactéries et aux archées).

[2] Lima-Mendez G, Faust K, Henry N, Decelle J, Colin S, Carcillo F, et al. Top-down determinants of community structure in the global plankton interactome. Science. 2015;  348: 1262073-1262073. doi: 10.1126/science.1262073

 

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Au cours de cette 5e séance, les élèves ont pu observer différentes larves faisant partie du zooplancton. En effet, notre récolte réalisée à Lancieux n'avait permis de reconnaître que quelques foraminifères et quelques épines provenant de dinophycées, aussi je me suis procuré des préparations réalisées par Michel Dodeman, professeur de SVT au lycée Victor et Hélène Basch de Rennes lors de stages encadrés à Tatihou (Manche). Ces observations ont mis en évidence que les formes de vie du zooplancton marin de la Manche sont extrêmement variées au même titre que les formes de vie visibles à l'oeil nu (mollusques, crustacés, algues, etc ...) qui avaient été récoltés. Ce fut une nouvelle fois l'occasion pou les élèves d'utiliser les outils d'observation microscopique avec patience pour regarder l'infiniment petit puis d'identifier les différents êtres vivants de ce plancton.

Larve de crustacé copépode (Aurélie Piederrière/Claire Leroy)          Larve Zoé de crustacé décapope (Porcellana platycheles)

Larve Nauplius de crustacé cirripède (balane) (Aurélie et Claire )       

Larve Mégalope de crabe (crustacé décapode : étrille) Mathieu Hamery

Larve Cypris de balane (Valentin Jeanberné)             Larve d'euphausiacé (Euphausia sp : crustacé)

                                                                                (Hugo Pencalet et Brice Quentin)

Moyenne

Larve Zoé de crabe (Chloé Robin)

Larve Zoé de crabe (étrille) (Glen Manach, Josselin Sirima et Clément Guillope) Larve d'annélide (Polydora ciliata) (Maelanne Saidi et Victoire Laval)

Moyenne

Larve Zoé de crabe (Hugo Pencalet et Brice Quentin)  Larve Mégalope de crabe (William Scotto d'Apolonia et Romain Bourneuf)

nneLarve Zoé de crabe (Chloé Robin et Nathan Nugier)

Moye   Larve Mégalope de crabe (Jade Lecerf et Chloé Robin)

 La suite du travail demandé aux élèves consistait à reconstituer une chaîne alimentaire et d'expliquer les perturbations de celle-ci au cours d'événements climatiques tel que : El Nino qui diminuent les quantités de sels minéraux dissous dans l'eau nécessaires au développement des végétaux réalisant la photosynthèse. L'équation de la photosynthèse était fournie et les élèves étaient amenés à réflechir au rôle pompe à  dioxyde de carbone (CO2) que sont les végétaux et dans ce cas le phytoplancton. La disparition (qualitative et quantitative) de celui-ci était mise en parallèle avec les discussions autour l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère pendant la conférence mondiale sur le climat à Paris en décembre 2015 (COP21).

L'importance de la biodiversité dans les chaînes alimentaires

Un exemple de réseau alimentaire

 Les relations alimentaires dans le milieu aquatique et la production de biomasse

Le plancton est l’ensemble des êtres vivants microscopiques qui flottent dans les eaux des étangs et des océans. Ce plancton est constitué de zooplancton (animal) et de phytoplancton (végétal). Dans le phytoplancton, on trouve des micro algues et dans le zooplancton on trouve des animaux microscopiques transportés au gré des courants, qui se nourrissent de phytoplancton.

Sur les côtes du Pérou vivent des populations de pélicans qui se nourrissent d’anchois. A la suite d’événements climatiques particuliers, on a constaté une réduction importante des populations de cormorans et de pélicans. Ces événements climatiques ont provoqué une diminution de la teneur en sels minéraux des eaux marines de ces côtes. Les anchois se nourrissent de zooplancton.

 1) Établir une chaîne alimentaire entre tous les êtres vivants dont on a décrit la présence sur les côtes du Pérou. Vous mettrez chaque être vivant dans un cadre et vous utiliserez une flèche pour signifier : « est mangé par »

Faites un grand schéma

      2) Parmi les êtres vivants de ce milieu aquatique, quels sont les producteurs primaires et les producteurs secondaires ? en précisant comment les producteurs primaires fonctionnent pour produire leur matière organique

      3) Proposez une explication à l’évolution des populations de cormorans et de pélicans

 La prochaine séance sera une rencontre avec des scientifiques de la station biologique de Roscoff le 25 février :

10h-11h: présentation de la Station Biologique et des recherches de Catherine Boyen
11h-12h: visite par groupe de 10 de l'aquarium de recherche et des salles de culture d'algues
12h-14h: déjeuner dans une salle de l'hôtel de France
14h-16h: échanges avec des scientifiques de la Station Biologique
        François Thomas: jeune chercheur CNRS en microbiologie marine (équipe Glycobiologie marine)
        Delphine Scornet: Assistant Ingénieur CNRS en biologie moléculaire (équipe Génétique des algues)
        Agnes Boutet: Enseignant-Chercheur UPMC en biologie du développement de la roussette (équipe Traduction, cycle cellulaire et développement)
        Sébastien Henry: Technicien au Centre de Ressources de Biologie Marine (équipe Modèles Marins)
        Fabienne Jallabert: Ingénieur CNRS au Service Mer et Observation
        Un ou une doctorant(e) du laboratoire

La 4e séance permettait de croiser l'enseignement de SVT avec celui de mathématiques. Après des rappels concernant les outils statistiques de base étudiés au collège, les élèves devaient réfléchir sur 2 cas concrets mettant en avant l'enrichissement ou l'appauvrissement d'un milieu de vie. Leur travail de collecte de données réalisé à Lancieux devenait concret puisque l'approche naturaliste était l'outil de base pour "mesurer" par le scientifique la biodiversité en un endroit donnée au cours du temps.

Ci-joint, un exemple de mesure de l'évolution de la biodiversité:

La gestion du bocage

1. Nommez une espèce qui a disparu du paysage suite à la mise en place de la culture intensive.

2. Calculez le pourcentage d’espèces disparues par rapport au nombre d’espèces présentes actuellement.

3. Nommez les nouvelles espèces installées pendant la culture intensive et proposez des hypothèses concernant leur origine.

4. Décrire les effets de l’aménagement du territoire sur la biodiversité. Donnez le pourcentage de variation du nombre d’espèces présentes lorsqu’on passe d’une culture intensive à une zone restaurée.

Correction :

Il y a en tout 55 espèces possibles

1. 9 espèces disparues pendant la culture intensive des champs et jamais restaurées : belette, castor, hérisson, loutre, hibou, écrevisse, faisan, bécassine, bleuet

          32 espèces disparues pendant la culture intensive et restaurées : blaireau, chevreuil, martre, érable, grande berce, menthe aquatique, lézard,    géranium, bardane, épiaire, charme commun, héron, couleuvre, aubépine, noisetier, sureau, viorne, coléoptère, libellule, pigeon, crapeau, bouleau, frêne, merisier, noyer, grenouille, papillon, grillon, tanche, truite, tremble, aulne.

2. 9/55 = 74,54% de perte de la biodiversité

3. espèces installées : maïs, blé, lotier, fétuque, raygras, fouine, trèfle, lièvre, taupe, renard, écureuil, buse, perdrix, tilleul

          en gras les 2 espèces destinées à l'alimentation humaine et animale nécessitant de l'engrais, des pesticides (herbicides, fongicides, insecticides) pour croître et lutter contre les ravageurs

4. 14 espèces présentes au moment du remembrement soit 25,45% à 46 lors du réaménagement des champs soit 81,82% donc réenrichissement de la biodiversité grâce à la reconstitution des talus (filtreurs) et des haies (habitats et nourriture pour les animaux)