Le plancton peut agir sur le climat, faire évoluer les sciences et participer aux enquêtes criminelles

Beatrix Beisner, Université du Québec à Montréal (UQAM); Maria Grigoratou, Umeå University; Sakina-Dorothée Ayata, Sorbonne Université et Susanne Menden-Deuer, University of Rhode Island

On n’accorde pas beaucoup d’attention au plancton, car la plupart du temps, nous ne pouvons pas le voir. Il est généralement de taille microscopique et se trouve dans tous les environnements aquatiques, mais son rôle dans la vie des êtres humains est essentiel.

Le terme « plancton » vient de planktos, en grec ancien, qui signifie « errer » ou « dériver ». Il désigne l’ensemble des organismes en suspension dans tous les types d’eaux (océans, lacs, rivières et même eaux souterraines), tels que virus, bactéries, insectes, larves de poissons et méduses. Les organismes qui peuplent le plancton sont de formes et de tailles très diverses, mais ils ont en commun le fait de dériver au gré des courants.

On les trouve sous forme végétale (phytoplancton) et animale (zooplancton). Il existe aussi des organismes qui brouillent les pistes en appartenant aux deux formes, comme des plantes carnivores ou des animaux photosynthétiques (mixoplankton).

Comprendre le plancton

Nous sommes un groupe international de chercheuses spécialisées dans le plancton qui habite des étendues d’eau allant des lacs alpins aux profondeurs des océans. Nous représentons un consortium plus large de scientifiques, les Plankton Passionates, ou « Passionnés du Plancton », qui ont récemment examiné les différentes façons dont le plancton est essentiel pour le bien-être humain, la société, les activités et la vie sur notre planète.

Dans le cadre de nos travaux, nous avons déterminé six grands thèmes qui nous permettent de classer la valeur du plancton.

Premièrement, le plancton est un élément important du fonctionnement des écosystèmes aquatiques. À l’instar des plantes et des arbres terrestres, le phytoplancton utilise l’énergie lumineuse pour réaliser la photosynthèse et créer de la biomasse qui est ensuite transférée dans tout l’écosystème.

Le phytoplancton est principalement consommé par le zooplancton, qui constitue à son tour la nourriture de choix de nombreux poissons, tels que les sardines et les harengs. Ces petits poissons sont ensuite mangés par de plus gros poissons et des oiseaux. Le plancton est donc indispensable au bon fonctionnement du réseau alimentaire.

Le plancton influe également les cycles de la matière et la biogéochimie des écosystèmes aquatiques. Outre le fait que le phytoplancton utilise la lumière du soleil pour croître et se reproduire, il participe au cycle du carbone, de l’oxygène, et des nutriments.

Le phytoplancton est une variable climatique essentielle, c’est-à-dire que son étude fournit des indicateurs pour évaluer la santé de la planète et l’impact du changement climatique, car il capture le dioxyde de carbone (CO₂) et le convertit en matière vivante. Lorsque le phytoplancton est mangé par le zooplancton, puis que ce dernier meurt et coule au fond des masses d’eau, le carbone est stocké loin de l’atmosphère et ne peut plus contribuer aux changements climatiques. On appelle ce processus « pompe à carbone arbone biologique ».

D’autres organismes planctoniques, principalement des bactéries et des champignons, participent à la décomposition de matières mortes qui restent dans la colonne d’eau. Leur activité permet de recycler des éléments chimiques essentiels pour d’autres organismes. Cette activité de décomposition, associée à la pompe à carbone biologique, peut avoir une incidence sur la régulation du climat mondial. Le plancton est donc notre allié contre l’effet le serre et le changement climatique !

Une recherche fascinante

Le plancton a également joué un rôle dans plusieurs domaines, notamment dans l’évolution de la science elle-même, en contribuant à faire progresser de nombreux concepts théoriques en écologie, comme l’étude de la biodiversité. La diversité des formes de plancton, dont certaines ressemblent à des cristaux ou à des bijoux, fascine les chercheurs.

Plusieurs théories et cadres conceptuels utilisés en écologie sont issus de l’étude du plancton, mais leurs applications sont plus larges. Le biologiste russe Georgy Gause a par exemple étudié la compétition entre les organismes planctoniques, ce qui l’a amené à élaborer le principe d’exclusion compétitive, couramment utilisé de nos jours dans des contextes socio-économiques.

Des percées scientifiques majeures, voire des prix Nobel (de médecine), ont découlé de l’étude du plancton (piqûres de méduses, études des allergies). De même, la recherche sur les télomères de ciliés d’eau douce et le recours aux protéines fluorescentes issues de méduses ont contribué à la compréhension du vieillissement et du cancer.

Certaines espèces de plancton, et en particulier des microalgues comme les diatomées, sont également utilisées comme outils de diagnostic en sciences judiciaires, en particulier par la police scientifique en cas de noyade. D’autres servent de modèles dans la recherche biomédicale et écotoxicologique.

En raison de son rôle essentiel dans les réseaux alimentaires aquatiques, le plancton est vital pour de nombreuses économies humaines. Divers organismes planctoniques sont cultivés directement pour la consommation humaine, comme les méduses, le krill, les crevettes ou les copépodes.

Pratiquement toutes les protéines des écosystèmes aquatiques sont issues du plancton. Certaines servent de compléments alimentaires, comme la poudre de spiruline ou les oméga-3 et les pigments rouges provenant du krill et des copépodes.

Plusieurs composés dérivés du plancton sont très prisés dans les domaines de la médecine, des produits cosmétiques et de la pharmacie, notamment certaines toxines utilisées pour leurs effets stimulants sur le système immunitaire. Les luciférases, un groupe d’enzymes produites par des organismes bioluminescents dont de nombreux organismes planctoniques marins, sont aussi importantes pour la recherche biomédicale.

D’autre part, le plancton peut entraîner des coûts élevés en cas de prolifération d’algues nuisibles. Cela se produit avec les marées rouges toxiques le long des côtes ou la prolifération de cyanobactéries dans les lacs.

Les bienfaits du plancton pour les humains

Nos recherches portent également sur le rôle du plancton dans la culture, les loisirs et le bien-être des humains. En plus de son utilisation comme source de nourriture et en médecine, le plancton peut aussi revêtir une importance culturelle.

Les dinoflagellés marins bioluminescents créent des spectacles nocturnes très impressionnants dans les régions côtières et constituent la base d’événements culturels et d’attractions touristiques. Les diatomées sont un type de phytoplancton présent dans tous les écosystèmes aquatiques. Leurs squelettes riches en silice ont permis de fabriquer des outils en silex à l’âge de pierre et servent d’opale dans la bijouterie.

Les formes structurelles souvent étranges du plancton ont inspiré des architectes et des ingénieurs, notamment les concepteurs de la galerie Vittorio Emmanuele à Milan et de l’ancienne porte monumentale (porte Binet) de l’exposition universelle de 1910 à Paris. Le plancton a également inspiré de nombreux artistes, le premier d’entre eux étant le biologiste Ernst Haeckel.

La Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES) a adopté le cadre Life. Ce cadre de valeurs met l’accent sur le fait de vivre de la nature, avec la nature, dans la nature et en tant que nature, posture qui servira à élaborer des politiques relatives à la biodiversité et aux services écosystémiques.

Le plancton relève de tous ces aspects. Nous profitons de lui en raison de son rôle essentiel dans la régulation des habitats aquatiques, de son utilité à long terme dans la régulation du climat, ainsi que des ressources vitales qu’il fournit à l’humanité.

L’humanité vit avec le plancton, dont l’incroyable diversité relie la vie terrestre et aquatique. Il constitue l’un des moteurs de la stabilité écologique de la Terre et des services écosystémiques dont nous bénéficions. Le plancton fait partie intégrante de la vie humaine dans la nature, et son rôle est vital pour notre identité, nos modes de vie et notre culture.

Il a une grande incidence sur les populations qui se trouvent au bord de l’eau, mais aussi celles qui en sont plus éloignées, grâce à l’art et au design qui s’en inspirent.

Nous devons reconnaître la valeur du plancton en tant que ressource et élément essentiel à la stabilisation et au maintien des systèmes terrestres pour le bien-être humain.

Beatrix Beisner, Professor, Aquatic ecology; Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie (GRIL), Université du Québec à Montréal (UQAM); Maria Grigoratou, Executive Secretary, European Polar Board, Umeå University; Sakina-Dorothée Ayata, Maîtresse de conférences en écologie marine, Sorbonne Université et Susanne Menden-Deuer, Professor of Oceanography, University of Rhode Island

Cet article est republié à partir de The Conversation sous licence Creative Commons. Lire l’article original.