Gros producteur d’oxygène et principal aliment de nombreux organismes marins, le plancton est une des clefs de la vie sur la planète. Après six ans passés à le collecter et l’analyser, l’expédition Tara Oceans livre ses premiers résultats. Éric Karsenti, co-directeur du projet, nous raconte ce gigantesque échantillonnage des océans.
Qu’est-ce que Tara Oceans ?
Éric Karsenti : Tout a commencé par une exploration des mers du globe en voilier, de 2009 à 2013. L’objectif était d’échantillonner le plancton à l’échelle planétaire. Ce terme désigne tous les organismes qui dérivent avec les courants : virus, bactéries, eucaryotes (des organismes dotés de noyaux) unicellulaires, petits animaux pluricellulaires…. Le plancton a une importance capitale : il forme la base de la chaîne alimentaire, absorbe le dioxyde de carbone et produit près de la moitié de l’oxygène de la planète !
En quoi cette expédition diffère-t-elle des autres ?
É. K. : Les précédentes études s’intéressaient à quelques types d’organismes, mais jamais à l’ensemble de l’écosystème. Ici, nous avons répertorié tous les organismes par classes de taille et nous avons mesuré de nombreux paramètres environnementaux : température, acidité, concentration en nitrates… La seconde originalité du projet est sa pluridisciplinarité. Nous avons regroupé des biologistes, des océanographes, des bioinformaticiens…
Comment se déroulait une séance de collecte ?
É. K. : Nous nous arrêtions en moyenne tous les trois jours. Nous restions pendant 60 heures au même endroit, où nous caractérisions la colonne d’eau avec plusieurs outils : filets dotés de maille de 5 à 690 micromètres, bouteilles truffées d’instruments qui descendaient jusqu’à 1 000 mètres de profondeur en recueillant de l’eau, etc. L’eau remontée était ensuite passée à travers une série de filtres.
Quels résultats principaux avez-vous obtenus ?
É. K. : Nous avons établi un catalogue du plancton, que nous estimons quasi exhaustif dans les zones parcourues. Chez les bactéries, nous avons répertorié environ 35 000 genres (le nombre d’espèces est donc bien supérieur) et 40 millions de gènes. Plus de la moitié de ces gènes étaient inconnus. Chez les eucaryotes, nous avons trouvé 150 000 genres, bien plus que chez les bactéries. Quant aux virus, nous n’en savions presque rien avant cette expédition : plus de 90 % de ceux que nous avons découverts étaient inconnus. Ils sont globalement peu diversifiés.
Le catalogue planctonique a été mis en ligne. Chaque échantillon est marqué par un code barre qui permet de le connecter à l’ensemble des données physico-chimiques de son environnement.
Comment utiliser ce catalogue planctonique ?
É. K. : Les possibilités sont multiples ! Dans une étude, nous avons montré que 80 % des organismes planctoniques sont en interaction avec d’autres, dont ils sont les proies, les parasites, les compagnons symbiotiques, etc. Dans une autre étude, nous avons analysé les écosystèmes au cœur d’énormes tourbillons qui se forment à la pointe de l’Afrique du Sud et traversent l’Atlantique en deux ou trois ans. Nous avons montré que les facteurs environnementaux particuliers de ces zones y façonnent une commmunauté planctonique spécifique.
De telles analyses seront cruciales pour comprendre l’évolution des écosystèmes en fonction du changement climatique. De façon générale, cette expédition devrait révolutionner la façon de faire de l’écologie marine, car pour la première fois, on a un catalogue quasi exhaustif.
Et ce catalogue est à disposition de tous ! Chacun peut donc y puiser pour d’éventuelles applications…
P. Bork et al., Tara Oceans studies plankton at planetary scale, Science, en ligne le 21/05/2015.
L’étude du plancton océanique et de son rôle écologique était le principal objectif de l’expédition Tara Oceans. Eric Karsenti, directeur scientifique de l’expédition, nous en explique les résultats.
Éric Karsenti, Flammarion, 2019. 304 pages, 21,90 euros.
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