Archive d’étiquettes pour : cycle du silicium

Exposition Rhizaria

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Dans l’océan, des êtres vivants utilisent le silicium, deuxième élément chimique le plus abondant dans la croute terrestre, pour construire leur squelette. L’évolution de ces organismes a façonné le cycle du silicium au cours des temps géologiques. Parmi eux, les Rhizaria, des organismes marins microscopiques unicellulaires répartis dans le monde entier, demeurant de la surface jusqu’aux plus grandes profondeurs, ont été parmi les premiers protistes à peupler l’océan. Relativement méconnus, les évolutions technologiques mêlées à la curiosité des scientifiques ont permis de nouvelles découvertes, révélant par exemple que les Rhizaria constituent jusqu’à 30% de la biomasse du plancton océanique. Ils font partie ainsi des rouages indispensables au fonctionnement global de notre planète, assurant une part importante de la production de silice biogénique et contribuant à l’export de carbone jusqu’au fond des océans. Les Rhizaria sont donc un acteur principal des variations biologiques, biochimiques et climatiques.

Le projet « Rhizaria, à la découverte des radiolaires silicifiés » a été présenté à l’occasion du 30ème anniversaire de la Fête de la Science au cœur des Ateliers des Capucins, à Brest.

Ce projet est né de la collaboration entre Natalia Llopis Monferrer, qui a effectué sa thèse au LEMAR (Laboratoire des Sciences de l’Environnement Marin), Valentin Foulon, ingénieur spécialisé en imagerie scientifique (aujourd’hui à l’ENIB), Philippe Eliès, ingénieur responsable de la plateforme de microscopie électronique à l’UBO (Université de Bretagne Occidentale) et Sébastien Hervé, infographiste au LEMAR et à l’IUEM.

Lors de sa thèse sur le rôle des Rhizaria silicifiés dans le cycle océanique du silicium, Natalia a participé à diverses campagnes océanographiques, permettant la récolte d’échantillons provenant de l’océan Atlantique (Atlantic Meridional Transect – AMT28) et de la mer de Ross (The Ross Sea Environment and Ecosystem Voyage – TAN1901). Après avoir estimé le contenu en silice de ces individus, Natalia a voulu partager la beauté de ces organismes microscopiques.

Fascinés par la diversité, la complexité morphologique et la délicatesse de ces organismes, Natalia Valentin et Philippe ont ainsi entrepris de photographier ces organismes en microscopie électronique. Cette technique, habituellement utilisée comme outil de mesure et d’observation scientifique, a ici été utilisée comme outil photographique, dans le but principal de mettre en valeur les formes des squelettes de silice des Rhizaria. Pour cela, les Rhizaria ont pris la pose sous une « lumière d’électrons ». Ils ont été photographiés sur des supports spécifiques et selon des méthodes originales, permettant de recréer un studio photographique micrométrique. Les techniques novatrices mises en œuvre ont permis de générer en haute résolution des images époustouflantes. Le résultat, à l’interface de la science et de l’art, dévoile une beauté invisible à l’œil nu et des formes spectaculaires.

Ils ont donc décidé de réaliser une exposition photographique, consistant en 11 tirages d’art, et issue d’une sélection des réalisations photographiques les plus intéressantes du projet. Sébastien a permis  de compléter cette exposition grâce à un dispositif de posters interactifs innovant conçu à l’IUEM – The Ocean Touch – utilisant un écran tactile grand format (55 pouces). Ce « poster scientifique numérique », complémentaires des images, apporte une information scientifique vulgarisée sur les Rhizaria, présentant les différentes familles, leur rôle écologique et les techniques d’observation de manière interactive. Ce scénario de médiation scientifique a été rendu possible par une collaboration  entre le LEMAR, la Station Biologique de Roscoff et des collègues étrangers.

Modulable et déplaçable, l’exposition Rhizaria fera l’objet d’autres présentations au public.

Ecoutez le podcast sur le cycle du silicium à la « Méthode scientifique », le 5 mai 2021 à 16h

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Le silicium. Pourquoi donc s’intéresser à cet élément ? Parce qu’il est particulièrement abondant sous forme de silice et de minéraux silicatés sur la planète Terre et sur les autres planètes telluriques (Mercure, Vénus, Mars). Si sur Terre les organismes vivants sont basés sur le cycle du carbone, des organismes essentiels de la vie marine (diatomées, radiolaires, une bonne partie des éponges, …) nécessitent du silicium pour bâtir leurs structures internes ou externes. Sans silicium, la pompe biologique de carbone perd une grande part de son efficacité. Quelles sont les sources et quels sont les puits de silicium dans l’océan ? Quelle est la production de silice biogène dans l’océan ? Comment le cycle du silicium évolue t-il en fonction du changement climatique et des perturbations anthropiques ?

C’est à ces questions qu’a répondu Paul Tréguer (LEMAR, IUEM-UBO) sur France Culture, au cours de l’émission « La Méthode Scientifique » le mercredi 5 mai à 16h, émission à laquelle était également invitée Anne Alexandre (CEREGE, CNRS).

 

 

 

Retrouvez l’émission en podcast

 

 

Radiolaires et cycle du silicium : les travaux de Natalia Llopis-Monferrer sous les projecteurs !

L’American Geophysical Union (AGU) a déclaré “Research Spotlight” le récent article de Natalia Llopis-Monferrer paru dans “Global Biogeochemical Cycles” sur l’importance des radiolaires (organismes planctoniques marins) dans le cycle du silicium de l’océan mondial.

Ces récents travaux réévaluent le rôle de ces minuscules protistes qui pourraient contribuer à près d’un cinquième de la production mondiale de silice par des organismes marins.

Natalia Llopis-Monferer, de nationalité espagnole, est étudiante au LEMAR (UMR 6539) de l’IUEM-UBO. Elle est co-encadrée par Aude Leynaert (CNRS), Fabrice Not (SBR) et Paul Tréguer (UBO).

Lire l’article d'”EOS” (Sciences News by AGU)

Les squelettes d’éponges, un puits important de silicium dans l’océan

Le silicium (Si) est un élément essentiel dans le fonctionnement biogéochimique et écologique de l’océan. On pense que le cycle marin actuel du Si est en équilibre, c’est-à-dire que les apports à l’océan égalisent les sorties. Les apports proviennent majoritairement des rivières, et les sorties étaient considérées comme résultant essentiellement de l’enfouissement des squelettes de diatomées dans le sédiment. Dans cet article, nous montrons que des organismes non phototrophes, tels que les éponges et les radiolaires, avec leur squelette de silice, participent également de façon significative à l’enfouissement de Si au fond de l’océan. L’examen microscopique et le dosage des sédiments prélevés sur 17 sites à travers le monde ont révélé que le squelette des éponges est exceptionnellement résistant à la dissolution, et était passé inaperçu dans les inventaires biogéochimiques des sédiments. La conservation des spicules d’éponges dans les sédiments est de 45,2 %, alors qu’il est seulement de 6,8 % pour les tests de radiolaires et de 8,0 % pour les frustules de diatomées. Au total, les éponges séquestreraient 1,71 Tmol de Si an-1. Les radiolaires auraient une contribution minime avec 0.09 Tmol de Si an−1.  Collectivement, ces deux organismes non phototrophes augmentent le puits de silice de 28% et contribue à rétablir l’équilibre du cycle de la silice dont les apports dépassaient les sorties.

References

Maldonado, M., López-Acosta, M., Sitjà, C., García-Puig, M., Galobart, C., Ercilla, G., & Leynaert, A. (2019). Sponge skeletons as an important sink of silicon in the global oceans. Nature Geoscience. https://doi.org/10.1038/s41561-019-0430-7

 

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Cette publication a fait l’objet d’un article dans Le Monde, retrouvez-le ici

L’étude du continuum terre-mer

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La zone côtière, à l’interface entre le système terre et le système mer, concentre un ensemble d’interfaces et de gradients environnementaux naturels, générant une très forte hétérogénéité à différentes échelles spatio-temporelles. Les questionnements scientifiques sont donc nombreux pour tenter de mieux comprendre la nature et la dynamique des flux et des forçages physiques, biologiques, géochimiques, et leurs interactions et rétroactions (prospective SIC-INSU). Extrêmement dynamique et complexe, cette zone côtière est également le siège de nombreuses facettes du changement global avec le changement climatique bien sûr, mais également des pressions anthropiques fortes et croissantes liées à l’urbanisme, à l’aménagement du territoire, à l’exploitation des ressources minérales et vivantes, à terre comme en mer. Dans ce contexte, nos objectifs sont triples :
● développer une approche intégrée des transferts de matière dissoute et particulaire de la terre à la mer, combinant observation, études de processus et modélisation dans les estuaires et en zone côtière, pour mieux comprendre la réponse de l’écosystème côtier aux forçages physiques, biogéochimiques et biologiques, terrestres et océaniques (Axe 1 de l’équipe 3) ;
● anticiper l’évolution possible de l’écosystème côtier en réponse au changement global, en développant des scénarios décrivant la réponse des organismes et de l’écosystème côtier à l’interaction de différentes facettes du changement global : changement climatique, changement de pratiques agricoles, évolution (naturelle ou non) des espèces invasives (Axe 1 de l’équipe 3, liens forts à développer avec l’AR5 de l’équipe 2), et
● développer une approche transdisciplinaire permettant la co-construction de ces scénarios et leur analyse avec les acteurs concernés, dans une optique d’aide à la décision en matière de gestion soutenable du socio-écosystème côtier (liens avec l’axe « Rade de Brest » et avec l’axe « indisciplinés », liens avec les autres composantes de l’IUEM).

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Lucie CASSARINO

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