Comment les changements de niveaux d’O2 affectent-ils la vie marine ?

Les microbes et les algues présents sur les fonds marins produisent d'énormes quantités d'oxygène qui forment souvent des bulles (Marco Fusi, CC BY-ND)

Dernière mise à jour le 29 avril 2024 par Steve Weinman

De la côte aux profondeurs marines, les changements dans les niveaux d'oxygène affectent la vie de diverses manières, comme l'explique le biologiste marin MARCO FUSI de l'Université de Newcastle.

L'atmosphère terrestre maintient un niveau constant d'oxygène, qu'il s'agisse d'un hiver, d'un jour pluvieux ou d'un été chaud. À travers l’océan, les concentrations d’oxygène varient énormément selon les endroits et au fil du temps.

Parfois, les niveaux d’oxygène changent au cours d’une journée alors que, dans certaines parties profondes de l’océan, les concentrations d’oxygène restent constantes. Dans certains endroits, il n'y a pas d'oxygène du tout, mais la vie continue de prospérer.

Les espèces marines réagissent différemment à la désoxygénation des océans (la diminution des niveaux d’oxygène dans l’eau de mer) selon l’endroit où elles vivent. Avec les mers sous la menace En raison du changement climatique et de la pollution, qui contribuent tous deux à la désoxygénation, certaines espèces marines sont plus menacées que d’autres.

En tant qu'écologiste marin, j'étudie comment les changements dans la disponibilité de l'oxygène affectent la résistance des animaux marins au changement climatique. Mes études montrent que Les espèces marines côtières exposées à la variabilité quotidienne de l’oxygène sont plus résistantes aux pics de désoxygénation que les créatures vivant dans les profondeurs adaptées à des niveaux d’oxygène constants.

photo sous-marine de la mer bleue avec des lames vertes d'herbiers poussant sur des fonds marins gris
Les niveaux d'oxygène dans les herbiers marins varient énormément chaque jour (Marco Fusi, CC BY-ND)

Au bord de la côte

Pour les créatures côtières telles que les seiches, les étoiles de mer ou les crabes vivant dans les herbiers marins, les forêts de varech ou les mangroves, la vie quotidienne est une montagne russe d'oxygène.

Pendant la journée, la photosynthèse des algues et des plantes est déclenchée par la lumière du soleil et produit une quantité massive d'oxygène. Cela mène à sursaturation en oxygène, un état dans lequel tellement d'oxygène est produit que bulles d'oxygène sont rejetés dans l'eau.

Les écosystèmes côtiers tels que les herbiers marins, les varechs, les coraux et les mangroves contribuent à tamponner la désoxygénation, car cette sursaturation stimule le métabolisme de la vie marine qui y vit : avec plus d’oxygène disponible, les animaux peuvent produire plus d’énergie et faire face plus facilement à une légère désoxygénation.

La nuit, sans soleil, les algues et les plantes côtières ne font pas de photosynthèse. Au lieu de cela, ils absorbent de l’oxygène par le processus de respiration – tout comme les animaux respirent, les feuilles des plantes respirent et absorbent l’oxygène dans leurs cellules. Les animaux y sont donc quotidiennement exposés à un environnement pauvre en oxygène.

Fond marin jaune pâle avec gros plan d'environ six lames d'herbes marines vert foncé épaisses, fond d'eau flou
Les algues présentes sur le sol forestier des mangroves, à marée haute, libèrent des bulles d'oxygène en raison de la sursaturation (Marco Fusi, CC BY-ND)

Ces animaux marins ont évolué pour faire face aux niveaux fluctuants d’oxygène dans l’eau de mer en exploitant la sursaturation en oxygène pendant la journée pour se protéger de la hausse des températures et de la pollution.

Puis, pendant la nuit, lorsque l’oxygène se fait rare, ils passent à d’autres processus de métabolisme anaérobie tels que la fermentation – tout comme nos muscles produisent de l’acide lactique lors d’un exercice anaérobie intense. Les crabes prédateurs, par exemple, chassent activement dans les mangroves pendant la nuit avec très peu d’oxygène.

Mais les animaux côtiers adaptés à un manque d’oxygène à court terme ne peuvent pas bien supporter de longues périodes sans beaucoup d’oxygène. Des problèmes surviennent donc lorsque les fluctuations quotidiennes de l’oxygène sont perturbées par le réchauffement climatique et la pollution d’origine humaine, entraînant la persistance de conditions de faible teneur en oxygène pendant des jours ou des semaines.

Pour oursins, cela les rend plus lents et moins capables d'échapper aux prédateurs. Pour d’autres animaux, cela peut entraîner un taux d’alimentation plus lent ou une croissance réduite.

Dans l'océan profond

Entre 200 et 1,500 XNUMX m de profondeur, dans ce que l’on appelle la « zone minimale d’oxygène », l’oxygène est au niveau de saturation le plus bas. Ici, certains animaux des grands fonds, notamment les poissons, sont bien adaptés à ces conditions extrêmement pauvres en oxygène.

Bien que ces poissons ne soient pas directement affectés par la désoxygénation car ils prospèrent déjà dans cet habitat, c'est plus probable que la désoxygénation élargira cette zone pauvre en oxygène, affectant potentiellement les poissons à proximité qui ne peuvent pas tolérer une désoxygénation supplémentaire.

Dans les abysses, à plus de 3,000 XNUMX m de profondeur, les animaux sont habitués à vivre dans des conditions dans lesquelles le niveau d'oxygène ne fluctue jamais. La lumière du soleil n’atteint jamais les parties les plus profondes du fond marin et la photosynthèse ne peut donc pas avoir lieu.

Ici, les courants océaniques font baisser un apport constant d’oxygène, mais le changement climatique affecte la dynamique de ces courants.

La moindre réduction des niveaux d’oxygène pourrait être catastrophique pour la vie marine. Dans certains scénarios, exploitation minière sous-marine pourrait libérer de grandes quantités de matière organique des sédiments. Cela pourrait réagir avec tout oxygène disponible et l’épuiser davantage, entraînant la mort de créatures vivantes.

Sur les fonds marins saumâtres

Dans certains endroits, notamment la mer Rouge, les mares de saumure très salée ou les lacs sous-marins au fond de la mer regorgent de vie, même s'il n'y a pas d'oxygène. Les bactéries, les crabes, les moules et les poissons ressemblant à des anguilles ont évolué dans ces mers désoxygénées et ne seront pas du tout affectés par une désoxygénation ultérieure.

À l’échelle de l’océan, la désoxygénation peut exacerber d’autres menaces telles que l’acidification des océans (la réduction du pH de l’océan) ou les augmentations et diminutions soudaines de la salinité. Ensemble, ces changements peuvent être mortels pour les espèces marines qui survivent dans des conditions très spécifiques.

Ainsi, des conditions persistantes de faible teneur en oxygène représenteront différents niveaux de menace pour les animaux dans différents habitats. Les habitats côtiers qui produisent de l’oxygène, comme les herbiers marins, doivent être protégés et restaurés.

Le courant océanique qui amène l’oxygène jusqu’aux profondeurs de la mer est également vital, et la meilleure façon de le conserver est de ralentir le plus rapidement possible le réchauffement climatique.


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MARCO FUSI est maître de conférences en biologie marine à Université de Newcastle.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.

Également sur Divernet : L’augmentation des zones mortes suscite des inquiétudes

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