L’énigme du golfe de Gabès en cachait une autre

Lundi, 19 janvier 2015

Une analyse par cytométrie en flux de la distribution de l’ultra-phytoplancton a été réalisée dans le golfe de Gabès dans le cadre du projet national POEMM (Planktonic ecosystem and oceanographic monitoring and management) conduit par l’Institut national des sciences et technologies de la mer, de Tunisie et auquel un chercheur de l’Institut méditerranéen d’océanographie (MIO/PYTHÉAS, CNRS / Université du Sud - Toulon - Var / IRD / Université Aix-Marseille) participait. Elle a permis d’expliquer l’abondance des prises de pèche réalisées dans ce golfe bien qu’il soit oligotrophe. Elle a aussi permis de détecter une nouvelle classe de cellules phytoplanctoniques jamais observées jusqu’à ce jour. Que sont ces cellules et d’où viennent-elles ? Voilà une nouvelle énigme à résoudre !

Le golfe de Gabès sur la côte est de la Tunisie s’étend sur l’un des plus vastes plateaux continentaux de la Méditerranée. Il appartient au bassin méditerranéen oriental connu pour être oligotrophe (pauvre en éléments nutritifs), voire ultra-oligotrophe du fait d’une double limitation du développement phytoplanctonique, en azote et en phosphore. Or, malgré ces conditions peu propices au développement des organismes, le phytoplancton étant le premier maillon de la chaîne alimentaire marine, le golfe de Gabès reste une zone très productive qui fournit 65 % des prises de pèche en Tunisie, une situation qui constitue une véritable énigme.
Deux faits rendent la situation encore plus surprenante :

  • la concentration en chlorophylle a, indicatrice d’abondance phytoplanctonique, reste dans les faibles valeurs des zones oligotrophes et peu productives ;
  • les éléments nutritifs ne sont jamais épuisés au cours de l’année, alors que l’oligotrophie est généralement associée à un épuisement des éléments nutritifs dans les eaux de surface à l’issue de l’efflorescence printanière du phytoplancton.

Afin de tenter de lever le voile sur cette énigme, une analyse par cytométrie en flux de la distribution de l’ultra-phytoplancton (cellules < 10 µm) a été mise en œuvre pour la première fois dans le golfe de Gabès, dans le cadre du projet POEMM conduit par l’Institut national des sciences et technologies de la mer de Tunisie, auquel un chercheur du MIO participait, et avec le soutien de la plateforme régionale de cytométrie en flux pour la microbiologie (PRECYM, https://precym.mio.univ-amu.fr/).

Image d’un Choanoflagellé, prédateur de cellules phytoplanctoniques, réalisée en microscopie électronique à balayage au Centre interdisciplinaire de nanoscience de Marseille (CINaM) par Serge Nietsche. Cette étude a permis de montrer que l’ultra-phytoplancton était brouté au fur et à mesure qu’il était produit, ce qui pourrait être à l’origine du faible niveau de concentration en chlorophylle a, et que ce broutage serait le fait de nano-flagellés hétérotrophes, comme le Choanoflagellé identifié par microscopie électronique à balayage après tri cellulaire. Identifié pour la première fois par analyse individuelle de cellules, ce mécanisme de contrôle de l’abondance en ultra-phytoplancton par le broutage assure un transfert rapide de matière et d’énergie vers les réseaux trophiques supérieurs qui explique la forte production de pêche du golfe de Gabès.
Pour estimer la capacité globale de productivité du golfe de Gabès et ainsi pouvoir établir des recommandations afin d’éviter la surpêche, il convient maintenant de mieux caractériser ce mécanisme et de quantifier les transferts.

Image d’une cellule nano-phytoplanctonique inconnue, appelée LFNano, réalisée en microscopie électronique à balayage au Centre interdisciplinaire de nanoscience de Marseille (CINaM) par Serge Nietsche. Cette étude a également permis de détecter, grâce à la cytométrie en flux qui discrimine les cellules en fonction de leurs propriétés optiques, un groupe très abondant de cellules appartenant à la classe de taille du nano-phytoplancton et caractérisées par une faible fluorescence dans les domaines de longueur d’onde rouge et orange, sans qu’aucune corrélation n’ait été cependant observée entre l’abondance de ces cellules et la concentration en pigments photosynthétiques (telle la chlorophylle) analysée par chromatographie haute performance en phase liquide (HPLC). Ces cellules ont également été observées par microscopie électronique à balayage après tri cellulaire, mais n’ont pu être identifiées à ce jour.
Détectées pour la première fois au monde dans le golfe de Gabès, ces cellules ont été appelées LFNano (low fluorescence nano-phytoplankton). Depuis lors, des cellules identiques ont été observées dans la baie de Marseille, d’où elles étaient absentes moins de 10 ans auparavant, ainsi que dans la baie de Jiaozhou en Chine. Cette "invasion" constitue une nouvelle énigme. Que sont ces cellules et quel est leur rôle dans l’écosystème ? Est-ce le changement global qui a déclenché leur développement dans des environnements si différents ? L’identification morphologique ayant échoué, celle de leur ADN devrait apporter des éléments de réponse.

Source(s): 

Hamdi, I., Denis, M., Bellaaj-Zouari, A., Khemakhem, H., Bel Hassen, M., Hamza, A, Barani, A., Bezac, C., Maalej, S. (2015), Ultraphytoplankton characterisation and summer distribution in the Gulf of Gabès (eastern Mediterranean Sea, Tunisia) investigated by flow cytometry, Continental Shelf Research, 93: 27-38. Doi: 10.1016/j.csr.2014.10.002.

Contact(s):
  • Michel Denis, MIO/PYTHÉAS
    michel [dot] denis [at] mio [dot] osupytheas [dot] fr, 04 86 09 05 59

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