L’importante contribution des algues du sol au cycle du carbone

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Les procaryotes photoautotrophes du sol et les micro-eucaryotes – appelés algues du sol – sont, avec les micro-organismes hétérotrophes, une partie constitutive du microbiome des sols de surface. Elles constituent une part très importante de la biodiversité et la base principale des chaînes alimentaires des eaux douces, saumâtres et marines. Diverses espèces sont utilisées pour l’alimentation humaine, l’agriculture ou l’industrie. Les algues ne constituent pas un groupe évolutif unique, mais rassemblent toute une série d’organismes pouvant appartenir à des groupes phylogénétiques très différents. De fait, les algues ont souvent été définies par défaut, par simple opposition aux végétaux terrestres ou aquatiques pluricellulaires.

Les algues sont des organismes vivants capables de photosynthèse oxygénique dont le cycle de vie se déroule généralement en milieu aquatique. Semblables aux plantes, ils fixent le carbone atmosphérique (C) par la photosynthèse pour leur propre croissance, mais leur contribution au cycle biogéochimique mondial et régional du C reste encore quantitativement insaisissable.  Maintenant, une nouvelle étude a compilé un vaste ensemble de données sur les algues du sol pour générer une meilleure compréhension de leur distribution dans les biomes et prédire leur productivité à l’échelle mondiale au moyen d’une modélisation d’apprentissage automatique. L’étude a été publiée le 1er février 2022 dans The New phytologist par des scientifiques du Laboratoire écologie fonctionnelle et environnement (CNRS/INP Toulouse/Université Toulouse III – Paul Sabatier).

L’étude et ses résultats

Comme les plantes, elles captent le CO2 atmosphérique et contribuent ainsi au stockage du carbone dans les sols. Afin de mieux comprendre leur distribution à travers le globe et prédire leur productivité annuelle au moyen d’une modélisation par apprentissage automatique (machine learning), les chercheuses et chercheurs ont compilé un ensemble de données issu de la littérature sur les algues du sol. Les chercheurs ont constaté qu’en moyenne (5,5 ± 3,4) × 106 algues habitent chaque gramme de sol de surface. L’abondance des algues du sol a particulièrement atteint un sommet dans les sols acides, humides et végétalisés. Ils ont constaté que ces algues captaient environ 3,6 gigatonnes de carbone par an, soit 30 % des émissions de CO2 émis par l’homme.

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Quantité de carbone stockée par la végétation en surface et en sous-sol. © Vincent Jassey, Laboratoire écologie fonctionnelle et environnement (CNRS/INP Toulouse/Université Toulouse III – Paul Sabatier).

Ces résultats modifient certains a priori les plus fondamentaux sur le rôle des micro-organismes dans les sols en montrant que la photosynthèse microbienne n’est pas seulement une composante majeure des écosystèmes aquatiques, mais aussi de la plupart des écosystèmes terrestres. Ils soulignent surtout que ces micro-algues sont des organismes clés pour le cycle mondial du carbone. Alors qu’il devient de plus en plus urgent d’exploiter toutes les opportunités pour réduire le CO2 atmosphérique, préserver la biodiversité des sols n’a jamais été aussi important.

Voir la publication

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Jassey VEJ, Walcker R, Kardol P, Geisen S, Heger T, Lamentowicz M, Hamard S, Lara E. 2022. “Contribution of soil algae to the global carbon cycle”. The New phytologist, le 01/02/2022. DOI : 10.1111/nph.17950.

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