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Quelles sont les différences entre les zones pauvres en nutriments et les zones riches en nutriments ? Comment fonctionnent leurs chaînes alimentaires ?
Dans les écosystèmes marins, la distinction entre les écosystèmes pauvres en nutriments et en chlorophylle (LNLC) et les écosystèmes riches en nutriments et pauvres en chlorophylle (HNLC) affecte le fonctionnement de la chaîne alimentaire de l’ensemble de l’écosystème. Cet article explorera les caractéristiques de ces régions, les mécanismes de fonctionnement de leurs chaînes alimentaires et l’impact de ces phénomènes sur le cycle global du carbone.
Les zones pauvres en nutriments sont les eaux qui présentent de faibles niveaux de nutriments importants tels que l'azote, le phosphore ou le fer, ce qui entraîne une faible productivité primaire, qui se manifeste par de faibles concentrations de chlore. Ces zones existent sur 75 % des océans de la planète.
Caractéristiques des zones pauvres en nutriments
Les zones pauvres en nutriments sont souvent appelées zones oligotrophes, où la production primaire est limitée par la disponibilité des nutriments. On les trouve principalement dans les gyres subtropicaux, mais ils peuvent également apparaître dans la mer Méditerranée ou dans certains lacs intérieurs. Ces zones disposent de relativement peu de sources de nutriments par rapport aux zones côtières, principalement en raison du ruissellement des nutriments provenant des terres et de l’influence de la circulation océanique.
Composition de la chaîne alimentaire
Dans ces zones pauvres en nutriments, les producteurs sont principalement du petit phytoplancton. Ce phytoplancton absorbe efficacement des nutriments limités et constitue la base de la chaîne alimentaire. La production primaire de phytoplancton constitue une source de nourriture pour d’autres organismes présents dans l’eau, comme le petit zooplancton. Ces petits zooplanctons deviennent à leur tour de la nourriture pour des poissons plus gros et d’autres prédateurs.
La production primaire est le processus de conversion du dioxyde de carbone et d’autres éléments en composés organiques, qui repose principalement sur la photosynthèse par le phytoplancton. Près de la moitié de la fixation du carbone sur Terre provient de ce processus.
Caractéristiques des zones riches en nutriments
En revanche, les zones riches en nutriments sont souvent définies comme des zones HNLC, où les niveaux de nutriments sont élevés mais où la production primaire et les concentrations de chlorophylle sont encore faibles. Ce phénomène est souvent causé par un manque de micronutriments (comme le fer), ce qui limite la croissance du phytoplancton même lorsque suffisamment de macronutriments sont disponibles.
Efficacité de la chaîne alimentaire
Dans les zones riches en nutriments, la biodiversité est plus élevée en raison d’une production primaire plus élevée, associée à un apport adéquat de nutriments. La structure de la chaîne alimentaire dans ces zones est relativement saine et peut soutenir la prospérité de diverses pêcheries et d’autres formes de vie marine. En même temps, le faible niveau de nutriments favorise le cycle des nutriments au sein du phytoplancton. Bien que sa production totale soit faible, son efficacité globale ne peut être sous-estimée en raison de l'écosystème relativement fermé.
Dans les zones pauvres en nutriments, la principale productivité provient de l’utilisation efficace des ressources et, en particulier dans ces zones, les circuits microbiens jouent un rôle clé dans le cycle et la conversion des nutriments inorganiques en matière organique.
Défis et perspectives d'avenir
À mesure que l’impact du changement climatique s’intensifie, les schémas d’approvisionnement mondiaux en nutriments tels que l’azote et le phosphore vont changer, ce qui pourrait rendre floues les frontières entre les zones pauvres en nutriments et celles riches en nutriments. La communauté scientifique surveille de près ces changements car ils affecteront le cycle global du carbone et la santé de l’écosystème dans son ensemble.
À ce jour, malgré une productivité primaire plus faible dans les zones à faible niveau trophique, elles représentent encore 40 % de la productivité mondiale des océans en raison de leur présence généralisée. Nous devons donc nous demander : comment ces écosystèmes fragiles s’adapteront-ils aux défis environnementaux changeants dans les scénarios climatiques futurs ?
