Effet de l’augmentation des températures de surface de la mer sur la photosynthèse et la respiration des laminaires dans l’arctique.

Client / Type de client :

Université de Brême

Problématique / Besoin :

Les laminaires (grandes algues brunes, laminariales, Phaeophyceae) dominent de nombreux littoraux rocheux dans les régions tempérées et polaires, formant des forêts sous-marines qui comptent parmi les écosystèmes les plus productifs de notre planète. En raison de l’augmentation globale des températures de surface de la mer, les modèles prévoient une augmentation de la biomasse de laminaires dans le futur dans la zone Arctique.

Cependant, la hausse des températures accélère également le ruissellement glaciaire et l'introduction de sédiments dans les fjords. L'objectif de cette étude était d'acquérir une compréhension mécaniste de l'effet de l'augmentation des températures sur les taux de photosynthèse et de respiration des laminaires et sur leurs besoins en lumière pour maintenir une photosynthèse nette positive. De plus, nous avons évalué si ces changements sont satisfaits par le climat lumineux sous-marin dominant dans l'Arctique Kongsfjorden, Svalbard, afin de tirer des conclusions sur la distribution future des forêts de laminaires en profondeur.

Méthode utilisée / Réponse apportée :

Mise en place et site d’études

Pour déterminer les besoins en lumière des laminaires pour une photosynthèse nette positive, nous avons mesuré les changements de concentration d’oxygène en réponse à différentes intensités lumineuses dans des chambres d’incubation fermées, contenant des disques méristématiques de laminaires. Nous avons utilisé des pastilles de capteurs sans contact OXSP5 et un FireSting-O2 à quatre canaux avec un capteur de température intégré pour les mesures. Le système a nécessité plusieurs redémarrages à basse température (3°C). Nous avons évité cela en isolant le boîtier de connexion FireSting contre les surfaces froides (par exemple avec du polystyrène). En outre, il était crucial pour les mesures d’assurer une masse d’eau homogène dans la chambre d’incubation en utilisant des agitateurs magnétiques.

Résultats

Les optodes ont été très sensibles aux changements de concentration d’oxygène, et la méthode a représenté un moyen facile de mesurer la photo-respirométrie des laminaires.

À des intensités lumineuses stables, nous avons constaté que les concentrations d’oxygène changeaient linéairement au fil du temps, ce qui indique que les chambres d’incubation n’étaient ni limitées en dioxyde de carbone ou en nutriments, ni sursaturées en oxygène. Les résultats des quatres canaux (utilisés comme réplicats biologiques) se situaient dans la même fourchette. En réponse à l’augmentation des températures, nous avons détecté des différences significatives dans les taux de respiration des laminaires et les besoins en lumière afin de maintenir une photosynthèse nette positive.

Autres informations :

Conclusion à partir des données et de l'application

Nous avons relié cet ensemble de données au climat lumineux sous-marin qui prévaut à Kongsfjorden. Ainsi, nous avons montré des différences spatiales distinctes dans le climat lumineux sous-marin et l'habitat potentiel des laminaires. Nous avons constaté que la distribution de la profondeur des laminaires est susceptible d'être réduite avec l'augmentation de la température de l'eau, en raison des changements dans leurs taux de photosynthèse et de respiration. Cette étude s'inscrit dans le cadre du projet européen FACE-IT (accord de subvention n° 869154).

Produits liés:

• Firesting, respiromètre à quatre canaux (FSO2-4)
• Capteurs d'oxygène optique (OXSP5) avec accessoires pour une lecture sans contact