Des scientifiques découvrent un infime composant océanique qui fait fonctionner le moteur de l’oxygène terrestre !
Des scientifiques ont identifié le fer comme le minuscule ingrédient qui maintient la photosynthèse du phytoplancton active, et de nouvelles mesures réalisées en mer montrent précisément comment la situation se dégrade lorsque les océans en manquent.
L’oxygène ne provient pas uniquement des arbres : une grande partie de l’oxygène que nous respirons chaque jour vient de la mer. Il est produit par des algues microscopiques qui flottent près de la surface et ces organismes, bien que minuscules, jouent un rôle vital.
Le problème est que ces algues ne peuvent pas réaliser correctement la photosynthèse sans un ingrédient très spécifique : le fer. Il s’agit de quantités infimes, souvent apportées par la poussière soufflée depuis les déserts ou par la fonte des glaciers. Pourtant, une très faible quantité de fer peut tout changer.
C’est la conclusion de scientifiques de l’Université Rutgers, qui ont étudié ce qui se produit lorsqu’il y a une pénurie de fer dans l’océan. Et si cela se produit, le pronostic n’est guère encourageant.
Pourquoi le fer est-il si crucial ?
L’étude de terrain menée par les scientifiques a révélé que, lorsque le fer se fait rare, le phytoplancton commence à gaspiller de l’énergie, la photosynthèse se dérègle et des effets en cascade peuvent se propager à l’ensemble de la chaîne alimentaire.
Le phytoplancton est à la base de la vie marine, transformant la lumière solaire en énergie, libérant de l’oxygène et nourrissant aussi bien le minuscule krill que les baleines. Mais le fer est un micronutriment essentiel dans le processus de photosynthèse, et de vastes régions de l’océan présentent naturellement de faibles concentrations de ce minéral.
« Chaque respiration que nous prenons contient de l’oxygène provenant de l’océan, libéré par le phytoplancton », a déclaré Paul G. Falkowski, coauteur de l’étude. « Nos recherches montrent que le fer est un facteur limitant de la capacité du phytoplancton à produire de l’oxygène dans de vastes régions de l’océan », a-t-il ajouté.
Le changement climatique pourrait également aggraver le problème du fer en modifiant la circulation océanique et en réduisant l’apport en fer dans certaines régions, selon l’étude.
Falkowski souligne que cela n’empêchera pas la respiration humaine, mais pourrait réduire les ressources alimentaires issues de l’océan dans les zones où la vie en dépend fortement.
« Le phytoplancton est la principale source de nourriture du krill, ce minuscule crustacé qui constitue la base de l’alimentation dans l’océan Austral pour pratiquement tous les animaux, y compris les manchots, les phoques, les morses et les baleines », explique Falkowski. « Lorsque les niveaux de fer diminuent et que la quantité de nourriture disponible pour ces prédateurs de haut niveau se réduit, le résultat sera un nombre moindre de ces créatures majestueuses », ajoute-t-il.
Ce qu’ils ont observé en mer
Ce qui distingue cette étude des précédentes, c’est qu’elle ne s’est pas limitée à un travail en laboratoire. L’auteure principale, Heshani Pupulewatte, a passé 37 jours en mer entre 2023 et 2024, naviguant dans l’Atlantique Sud et l’océan Austral à bord d’un navire de recherche britannique afin de mener cette étude.
Elle a utilisé des fluoromètres personnalisés pour suivre la fluorescence — autrement dit, l’énergie « gaspillée » émise par le phytoplancton lorsque la photosynthèse ne fonctionne pas correctement.
« Nous voulions comprendre ce qui se passe réellement dans le processus de transfert d’énergie au niveau moléculaire chez le phytoplancton dans des environnements naturels », a-t-elle expliqué.
« Nous avons démontré les effets du stress dû au fer sur le phytoplancton directement dans l’océan, sans même rapporter d’échantillons au laboratoire pour des extractions moléculaires, en utilisant des mesures de fluorescence réalisées en mer », a-t-elle déclaré. « Ce faisant, nous avons pu montrer qu’une quantité bien plus importante d’énergie est gaspillée sous forme de fluorescence lorsque le fer est le facteur limitant », a-t-elle ajouté.
Si l’apport en fer continue de fluctuer, la crainte n’est pas que l’oxygène disparaisse du jour au lendemain. Il s’agit plutôt d’un déclin silencieux de la productivité océanique, les premières victimes étant les organismes qui dépendent de cette couche fondamentale de la vie marine.
Référence de l'article :
Coupling of excitation energy to photochemistry in natural marine phytoplankton communities under iron stress. 29 de julho, 2025. Pupulewatte, et al.