Une équipe internationale de chercheurs a découvert que des bactéries fixatrices d'azote prospèrent sous la glace de mer arctique, remettant en question les hypothèses précédentes sur la disponibilité des nutriments dans la région. Ce processus, piloté par des non-cyanobactéries, pourrait stimuler la croissance des algues et améliorer l'absorption de CO2 par l'océan à mesure que la glace fond. Les résultats suggèrent la nécessité de réviser les modèles de changements écologiques arctiques au milieu du réchauffement climatique.
Le déclin rapide de la glace de mer arctique, souvent considéré comme une catastrophe écologique, pourrait soutenir de manière inattendue la vie marine grâce à de nouveaux processus nutritifs identifiés. Des chercheurs, dirigés par l'Université de Copenhague, ont confirmé pour la première fois que la fixation d'azote se produit sous la glace, même dans des zones centrales reculées. Cela implique des bactéries convertissant l'azote gazeux dans l'eau de mer en ammonium, un nutriment essentiel pour la croissance des algues à la base de la chaîne alimentaire.
"Jusqu'à présent, on pensait que la fixation d'azote ne pouvait pas avoir lieu sous la glace de mer car on supposait que les conditions de vie pour les organismes qui réalisent la fixation d'azote étaient trop mauvaises. Nous avions tort," déclare Lisa W. von Friesen, auteure principale et ancienne doctorante au Département de Biologie.
Contrairement aux autres océans où les cyanobactéries dominent ce processus, l'Arctique repose sur des bactéries non cyanobactéries. Les taux de fixation les plus élevés ont été observés le long du bord de la glace, où la fonte est la plus intense. Ces bactéries consomment de la matière organique dissoute des algues et produisent de l'azote fixé en retour, créant une boucle nutritive. À mesure que le changement climatique réduit la couverture de glace, cette zone de fonte en expansion pourrait augmenter la disponibilité de l'azote, potentiellement menant à une production accrue d'algues.
"En d'autres termes, la quantité d'azote disponible dans l'océan Arctique a probablement été sous-estimée, tant aujourd'hui que pour les projections futures. Cela pourrait signifier que le potentiel de production d'algues a également été sous-estimé alors que le changement climatique continue de réduire la couverture de glace de mer," explique von Friesen. Elle ajoute que plus d'algues pourraient se propager dans la chaîne alimentaire, bénéficiant au plancton, aux poissons et aux espèces marines plus grandes.
La découverte a également des implications pour le cycle du carbone. Plus d'algues amélioreraient la photosynthèse, permettant à l'océan d'absorber du CO2 supplémentaire. "Pour le climat et l'environnement, c'est probablement une bonne nouvelle. Si la production d'algues augmente, l'océan Arctique absorbera plus de CO2 car plus de CO2 sera lié à la biomasse des algues," dit Lasse Riemann, auteur principal et professeur au Département de Biologie. Cependant, il met en garde que les complexités biologiques rendent les prédictions fermes difficiles, et les modèles doivent maintenant intégrer la fixation d'azote pour prévoir avec précision les changements arctiques.
L'étude s'appuie sur deux expéditions à bord des brise-glaces IB Oden et RV Polarstern, collectant des échantillons sur 13 sites dans l'océan Arctique central, y compris des zones au large du nord-est du Groenland et au nord de Svalbard. Elle a impliqué des collaborateurs d'institutions au Danemark, en Suède, en Allemagne, en France, au Royaume-Uni et ailleurs, et a été publiée dans Communications Earth & Environment en 2025.