Animation : Pascal Rivière & Eva Bucciarelli 

Dans cette AR, nous chercherons à mieux comprendre les facteurs impactant les organismes marins jouant un rôle clé sur les cycles biogéochimiques majeurs, en ciblant en particulier l’impact des structures hydrodynamiques de petites échelles sur les communautés (phytoplancton-micronecton), et la rétroaction de ces communautés sur les cycles biogéochimiques majeurs. Nous nous focaliserons sur deux facteurs essentiels : la limitation en éléments nutritifs (micro- et macro-) et le mode de nutrition (mixotrophie).

Dynamique sub-mésoéchelle et structure des communautés océaniques

Les objectifs spécifiques, en lien avec l’AT COUPLAGE, sont ici d’améliorer les mesures des mouvements océaniques à submésoéchelle et de la production primaire afin de mieux comprendre l’impact des structures dynamiques de petites échelles sur la production primaire et d’identifier les mécanismes physiques, biogéochimiques et écologiques contrôlant la distribution spatiale des niveaux trophiques intermédiaires (ITL). Afin d’observer à la fois les processus physiques et biologiques impliqués aux mêmes échelles de temps et d’espace nous combinerons des données issues de systèmes d’observation haute résolution, et la modélisation dans le cadre de projets tel que DIEGO (NASA/CNES SWOT SDT 2020-2023). Les données de la mission spatiale SWOT (2022) seront combinées à celles des flotteurs dérivants de surface et à l’altimétrie conventionnelle dans des régions fortement turbulentes et des simulations numériques à haute résolution, pour comprendre la relation entre la frontogenèse et la production primaire de surface. Dans l’ANR COGNAC (coll LOPS) notre équipe s’attaquera à un autre défi majeur : l’observation in situ des mouvements océaniques à petite échelle (<10 km) et leur impact sur le fonctionnement de l’océan au sens large. Nous pourrons ainsi faire le lien entre ces structures de petites échelles et la distribution spatiale et temporelle des niveaux trophiques intermédiaires (ITL: zooplancton, micronecton) à mésoéchelle et submésoéchelle entre autre dans le projet MECODIHR et dans le cadre du programme SO-MEMO.

Influence des organismes “oubliés” sur les cycles biogéochimiques majeurs (Si, C, N, S)

Il s’agira de mieux comprendre la variabilité des flux d’éléments majeurs (N, C, Si, S) entre le milieu et les organismes marins en fonction des éléments limitants et des modes de nutrition des différents groupes d’organismes, avec un focus sur ceux encore négligés à ce jour.

Même si les diatomées pélagiques restent l’acteur majeur du cycle du Si, de récentes recherches soulignent la contribution non négligeable d’autres organismes silicifiés pélagiques et benthiques. Les contributions respectives du microphytobenthos et des éponges siliceuses au cycle du Si seront réévaluées dans les zones côtières dans les projets EC2CO ROSBYF, ARISE et DARKSI, tandis que nous chercherons à déterminer si les perturbations induites par l’homme affectent le déséquilibre en Si qui impacte aquaculture et pêche. En ce qui concerne les silicifiés pélagiques, des projets tels que LEFE_ROSI et les ANR RADICAL et RHICYCLE étudierons le rôle fonctionnel des différents taxons de rhizarias siliceux dans les cycles biogéochimiques du silicium, de l’azote et du carbone tandis que nous chercherons à mieux comprendre l’assimilation de silicium par les cyanobactéries, et sa régulation par les conditions environnementales comme la disponibilité des métaux et le rôle des diatomées et des cyanobactéries dans le cycle du soufre, via le diméthylsulfure (DMS) qui participe à la formation des nuages, à l’albedo planétaire et donc au bilan radiatif global (collab. AD2M, SB Roscoff, projet FEDRE).

Influence des modes de nutrition adaptables sur les cycles biogéochimiques majeurs (Si, C, N, S) En plus de son métabolisme photosynthétique, le phytoplancton peut présenter d’autres modes de nutrition, notamment l’osmotrophie et la phagotrophie. Longtemps considérée comme marginale la mixotrophie n’est encore que très rarement prise en compte pour estimer le fonctionnement des écosystèmes. Notre équipe cherchera à mieux quantifier la mixotrophie sur des espèces cibles de phytoplancton mixotrophe mais aussi sur des communautés phytoplanctoniques naturelles côtières et océaniques, en tenant compte des facteurs environnementaux (température, lumière, disponibilité en nutriments, …) qui contrôlent ces stratégies de nutrition. Le lien entre la structure et la fonction des communautés microbiennes et le cycle biogéochimique des métaux traces sera étudié dans le cadre du programme international BIOGEOSCAPES et de notre implication dans l’Ocean Frontier Institute (OFI, coll. J. La Roche), via des campagnes océanographiques conjointes et des études biogéochimiques et d’observatoires microbiens des deux côtés de l’Atlantique Nord, dans nos institutions respectives (sites SOMLIT et Bedford Basin/AZMP). Cela sera réalisé notamment grâce à la combinaison de jeux de données incluant des approches multi-proxies (GEOTRACES) et de métagénomique.