Plancton : la bonne pêche pour Tara Oceans

Y a-t-il des frontières invisibles dans les océans ? Le plancton de l’océan Indien est-il différent de celui de l’Atlantique? Où et combien d’espèces de plancton marin sont présentes à la surface des océans ? C’est pour répondre, entre autres, à ces questions que huit chercheurs de la Station biologique de Roscoff ont embarqué, pendant plusieurs mois, sur Tara. Johan Decelle et Stéphane Audic, membres de l’équipe Eppo(1) de Colomban de Vargas, coordinateur scientifique de Tara Oceans, ont passé à eux deux plus de quatre mois à bord du navire scientifique international, revenu à Lorient fin mars.

Tout autour du globe

« Cela s’est bien passé, on n’a perdu personne en route, sourit Johan Decelle, doctorant en biologie marine. Nous étions quatorze personnes à bord en permanence, dont six marins, qui nous aidaient beaucoup dans nos travaux d’échantillonnage. » Spécialiste des acanthaires, organismes eucaryotes (cellules à noyau) unicellulaires (protistes), Johan Decelle étudie leur évolution et leur symbiose avec des microalgues.

« Nous avons réalisé des centaines d’échantillonnages tout autour du globe à trois profondeurs différentes : les premiers mètres, la zone qui contient le plus de microalgues - la DCM(2) - et la zone mésopélagique, où la teneur en oxygène est généralement très faible », explique-t-il. Chaque profondeur est déterminée préalablement grâce à la rosette : un engin de 350kg qui, grâce à différents capteurs, est capable de mesurer les propriétés d’une colonne d’eau verticale de 0 à 3000 m. Température, pression, conductivité, oxygène, nitrates, salinité, fluorescence sont quelques-uns des paramètres évalués. « La DCM se situe le plus souvent entre 20 et 50m, mais elle peut être à 180m dans le Pacifique », indique Stéphane Audic, bio-informaticien, également présent à bord.

450 millions de séquences

Toutes les six à huit semaines, un coursier de l’entreprise World Courier venait recueillir les échantillons, conservés à bord dans de l’azote liquide à -196°C (pour les études génétiques), afin de les transférer vers les laboratoires de Tara Oceans en Europe et aux États-Unis. Les échantillons collectés par l’équipe de Colomban de Vargas prenaient la direction du Génoscope d’Évry, chargé du séquençage. Un sous-ensemble d’échantillons de différents océans (35 stations) a été passé au crible. Le séquençage, axé sur un gène commun à tous les organismes eucaryotes, a donné, selon un protocole unique, pas moins de 450 millions de séquences. « Ce séquençage est très important, car il permet d’avoir une vue globale des organismes planctoniques dérivant dans les océans », souligne Stéphane Audic, qui poursuit à Roscoff l’analyse des séquences génomiques issues des protistes. « Aujourd’hui, nous avons une vision plus précise des micro-organismes présents sur les 200 premiers mètres d’eau des océans », se réjouit Johan Decelle. Les premières découvertes des scientifiques de Roscoff tendent à montrer que certains organismes sont très abondants et présents partout. Les acanthaires, par exemple, sont présents sur l’ensemble de la zone où pénètre la lumière du jour permettant la photosynthèse (la zone photique). Mais la diversité génétique et morphologique des organismes planctoniques est telle qu’il est difficile de définir et de dénombrer des espèces. De plus, pour ces organismes, pour la plupart incultivables, peu de séquences d’ADN de références existent dans les bases de données. « Certaines séquences, pour lesquelles nous n’avons aucune idée de l’organisme associé, peuvent représenter 25% d’un échantillon », remarque le bio-informaticien. Ces travaux intéressent les océanographes qui étudient l’effet des courants marins sur la diversité du plancton. Ils pourront affiner leurs modèles en tenant compte de la diversité génétique observée dans les échantillons récoltés. Les découvertes de Tara trouveront aussi un prolongement avec Oceanomics. Ce projet de recherche, retenu pour le Grand emprunt dans la catégorie “biotechnologies et bioressources”, pourrait déboucher sur des applications dans les domaines biomédical et biotechnologique.

Raphaël Baldos