Les chercheurs ont découvert que les microbes hétérotrophes jouent un rôle plus important dans la fixation du carbone dans les abysses océaniques que ce qui était pensé auparavant, remettant en question des hypothèses de longue date. Dirigée par Alyson Santoro à l'UC Santa Barbara, l'étude révèle que les archées oxydant l'ammoniac contribuent moins que prévu à ce processus. Les résultats, publiés dans Nature Geoscience, aident à expliquer les écarts dans les cycles du carbone et de l'azote dans les eaux sombres de l'océan.
L'océan agit comme le principal puits de carbone de la Terre, absorbant environ un tiers des émissions de dioxyde de carbone d'origine humaine pour atténuer le réchauffement climatique. Les scientifiques se sont longtemps interrogés sur la manière dont le carbone inorganique est fixé dans les profondeurs sans lumière, où la photosynthèse ne peut pas avoir lieu. Traditionnellement, les experts pensaient que les archées autotrophes, qui oxydent l'ammoniac pour obtenir de l'énergie, dominaient cette fixation de carbone non photosynthétique.
Cependant, les mesures des taux de fixation du carbone dans les eaux profondes ont dépassé ce que l'énergie azotée disponible pouvait supporter, créant un déséquilibre dans le budget énergétique microbien. Ce mystère d'une décennie a incité Alyson Santoro et son équipe, y compris l'auteure principale Barbara Bayer, à enquêter plus avant. Ils ont mené des expériences dans l'océan profond, en utilisant l'inhibiteur phenylacetylene pour bloquer spécifiquement les oxydants d'ammoniac sans affecter les autres processus microbiens.
Surprenant, les taux de fixation du carbone n'ont pas diminué comme anticipé après inhibition de ces archées. « Il y avait un écart entre ce que les gens mesuraient lors d'une sortie en mer pour mesurer la fixation du carbone et ce qui était compris comme sources d'énergie pour les microbes », a expliqué Santoro. Les résultats indiquent que d'autres microbes, en particulier les hétérotrophes qui consomment de la matière organique d'organismes en décomposition, sont responsables d'une part importante de l'absorption de carbone inorganique.
« Nous pensons que cela signifie que les hétérotrophes absorbent beaucoup de carbone inorganique en plus du carbone organique qu'ils consomment habituellement », a déclaré Santoro. Cela change la compréhension de la base du réseau trophique des abysses, où ces microbes intègrent le dioxyde de carbone dans leurs cellules, potentiellement en libérant des composés organiques pour soutenir des écosystèmes plus larges.
L'étude comble un écart entre la disponibilité en azote et les estimations de fixation du carbone inorganique dissous. « Les chiffres concordent maintenant, c'est formidable », a noté Santoro. Les recherches futures exploreront les interactions avec d'autres cycles élémentaires, comme le fer et le cuivre, et la manière dont le carbone fixé entre dans le réseau trophique. Les collaborateurs incluaient des chercheurs de l'Université de Vienne et du Woods Hole Oceanographic Institution.
