La vie des organismes les plus élémentaires de la mer – le phytoplancton – nous révèle des changements climatiques dramatiques dans le monde glacé de l’Antarctique. Une nouvelle étude, réalisée en collaboration entre des scientifiques du Danemark, d’Australie, des États-Unis, d’Espagne et de Nouvelle-Zélande, ouvre une fenêtre sur près de trois décennies de changements dans la composition des communautés planctoniques du « Sud », révélant que de minuscules algues remplacent progressivement l’actuel roi de l’écosystème – les diatomées – en termes de superficie et d’importance.

Ministère au plus bas niveau

De 1997 à 2023, une diminution significative de la proportion de diatomées (algues siliceuses) a été observée, parallèlement à une augmentation du petit plancton – hapto­phytes et protozoaires cryptophytes. La diminution des diatomées est estimée à environ 0,32 mg Chl-a/m³ (soit environ un tiers de leur concentration moyenne), tandis que les hapto­phytes et les cryptophytes ont enregistré une augmentation respective de 0,08 et 0,23 mg Chl-a/m³. Ces changements ont eu un impact considérable sur les processus biologiques et sur l’importance de la mer Antarctique dans le stockage du carbone, suggérant une réorganisation au cœur même des réseaux trophiques.

Régénération après 2016 – nouvelle opportunité ou écart temporaire ?

Une phase intrigante est survenue après 2016, au cours de laquelle les premiers signes de récupération des diatomées ont été observés, notamment sur le plateau continental antarctique. En même temps, les cryptophytes ont connu une croissance exponentielle, coïncidant avec un retrait soudain de la glace de mer. S’agit-il simplement d’une adaptation temporaire à des conditions perturbées – telles qu’une lumière accrue et une disponibilité changeante des nutriments – ou du début d’un retour plus durable des grandes communautés de phytoplancton ? La question reste ouverte.

Déclencheurs climatiques : glace, chaleur, fer

Les raisons de ces oscillations biologiques sont assez claires : de moins en moins de glace de mer, des températures de surface en hausse et une diminution du fer – nutriment vital pour les diatomées – ont créé un environnement plus favorable aux organismes plus petits et plus flexibles tels que les hapto­phytes et les cryptophytes. La perte de glace de mer n’est pas seulement un indicateur du réchauffement climatique – elle modifie la structure de l’écosystème et le fonctionnement de la « pompe » biologique qui envoie le carbone dans les profondeurs des océans.

Implications élargies – du krill aux dauphins

Les diatomées ne dominaient pas seulement quantitativement – elles nourrissaient le krill, maillon clé de la chaîne alimentaire incluant manchots, phoques et baleines. Avec la diminution des diatomées, la « machine » alimentaire devient nettement plus faible : moins de nourriture pour le krill signifie moins d’énergie pour les organismes plus grands, ce qui peut avoir des conséquences considérables sur les communautés vivantes antarctiques.

Modèle climatique et confirmation sur le terrain

Pour comprendre ces processus, les scientifiques ont combiné des observations satellites – températures de surface, couleur de l’océan et couverture de glace – avec l’analyse des pigments de plus de 14 000 échantillons prélevés en mer. Des modèles d’apprentissage automatique ont transformé les données pigmentaires en estimations spatiales du phytoplancton, créant la première représentation fiable des changements temporels et spatiaux des groupes de phytoplancton en Antarctique.

À quel point le système a-t-il changé ?

De 1997 à 2023, la concentration totale de chlorophylle (Chl-a) dans certaines parties du plateau antarctique et de la zone de glace saisonnière a augmenté d’environ 41 % par rapport à la valeur de référence (0,78 mg Chl-a/m³). Fait intéressant, à l’intérieur même du plateau, la tendance au changement n’est pas significative, mais le système plus large enregistre des fluctuations spectaculaires. Les changements ont été statistiquement confirmés dans 80 % des sites, avec un haut niveau de fiabilité.

Questions ouvertes et besoin de suivi continu

Bien que les changements soient clairement documentés, la question clé demeure : la récupération des diatomées après 2016 sera-t-elle stable et durable ou simplement une adaptation épisodique ? De futures missions satellites, telles que PACE (Plankton, Aerosol, Cloud and ocean Ecosystem), seront cruciales pour suivre ces tendances et répondre à ce dilemme. De plus, la survie de la pompe biologique carbonatée – un processus ayant une grande influence sur la régulation climatique terrestre – est menacée.

Une vision plus large des changements globaux

Cette recherche sur la dynamique microbiologique antarctique illustre un phénomène plus large – le changement climatique modifie les écosystèmes à partir de leurs composants biologiques de base. La réduction de la glace de mer, l’augmentation des températures et les changements dans la disponibilité des nutriments ont un effet domino : ils modifient le phytoplancton, qui à son tour modifie la population de krill, et par conséquent toute la chaîne alimentaire jusqu’aux plus grandes baleines. Les changements au bas de la chaîne peuvent avoir des conséquences dans toutes les directions – y compris sur la capacité des océans à stocker le CO₂.

Pourquoi il faut tout surveiller dès maintenant

La sensibilité climatique des écosystèmes antarctiques les rend à la fois vulnérables et essentiels aux processus mondiaux. Tout changement dans le phytoplancton affecte non seulement la biologie des océans, mais aussi le cycle du carbone, le climat et la vie sur les continents. Par conséquent, un suivi constant, la combinaison de données satellites et de terrain, ainsi que des modèles sophistiqués, sont essentiels pour comprendre et, si possible, atténuer les conséquences.