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Qu'est-ce qui détermine la diversité du phytoplancton?

La diversité du phytoplancton est un élément clé de la biogéochimie océanique et contribue à la résilience et à la santé des écosystèmes océaniques face aux facteurs de stress locaux et globaux comme ceux induits par le changement climatique. La compréhension des mécanismes à l'origine de la diversité du phytoplancton en océan ouvert est un sujet de préoccupation majeure de la communauté.

Les études de modélisation suggèrent que la dynamique des océans à fine échelle est un moteur important de la diversité du plancton et plusieurs scénarios ont été proposés. Les observations in situ sont toutefois difficiles à réaliser, en raison de la nature éphémère des caractéristiques physiques à échelle fine et de la difficulté de les suivre à partir des données de télédétection.

La mer Méditerranée occidentale, zone de la campagne, est caractérisée par une grande diversité de plancton, une faible concentration de nutriments et une circulation océanique de faible énergie (en comparaison aux océans). Dans ce contexte, les caractéristiques à petite échelle, même si elles sont faibles et de courte durée, peuvent fortement moduler la structure de la communauté microbienne.

Une stratégie d’échantillonnage adaptative guidée à partir de mesures temps réel de SWOT

Lancée en décembre 2022, la mission SWOT ouvre de nouvelles possibilités d'expériences couplant biologie, physique et chimie, en particulier pendant la phase d'échantillonnage rapide (orbite à 1 jour) de janvier à juin-juillet 2023. Sur les océans, la résolution de son altimètre KaRIn est améliorée d’un facteur 10 par rapport à l’altimétrie conventionnelle (nadir), de quoi accéder à l’observation à une échelle spatiale plus fine de l’ordre de la dizaine à la centaine de kilomètres, la méso et sous-méso échelle.

Pour étudier le couplage biophysique à petite échelle et son impact sur la diversité du phytoplancton, la campagne BIOSWOT-Med a suivi l'évolution temporelle d'une structure tourbillonnaire située sur la trace du satellite SWOT. Le couplage physique-biologie dans la zone frontale entre l'eau atlantique plus récemment entrée dans le bassin méditerranéen et l'eau atlantique modifiée provenant de la circulation cyclonique dans le bassin méditerranéen occidental a été étudié et caractérisé grâce à une stratégie d'échantillonnage lagrangienne adaptative utilisant le logiciel SPASSO (Software Package for an Adaptive Satellite-based Sampling for Oceanographic cruises). 

Mesures multi-capteurs in situ

Ces informations physiques ont été associées à une caractérisation multi-capteurs de la communauté planctonique, incluant des techniques moléculaires avancées (méta-transcriptomique, métagénomique et méta-barcodage), et l'utilisation de plateformes autonomes ou tractées pour mesurer des variables physiques, chimiques et hydrologiques (gliders, bouées dérivantes, MVP, FFADCP, VVP, cytomètre automatisé, etc.). L'installation d'un cytomètre automatisé à bord a permis de caractériser la structure des communautés phytoplanctoniques à très haute résolution le long de la route du navire. Des mesures à haute résolution temporelle ont également permis de caractériser par cytométrie conventionnelle la dynamique temporelle du phytoplancton, bacterioplancton, virioplancton et nanoflagellés hétérotrophes sur des casts verticaux au niveau de stations contrastées. Toutes ces données analysées par cytométrie ont été produites grâce à une méthodologie qui prend en considération les bonnes pratiques promues par le CES Cytométrie en flux du pôle ODATIS.