Il a été constaté que les baleines à fanons excrètent des nutriments qui augmentent la productivité primaire dans l’océan jusqu’à 10 %

Les scientifiques savent depuis un certain temps que les baleines contribuent aux écosystèmes marins en « recyclant » les nutriments. Toutefois, l’impact exact sur la productivité des océans n’est pas clair et n’a pas été étudié quantitativement. Une nouvelle étude, publiée dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciencesa résolu ce problème en mesurant directement les nutriments excrétés par les baleines à fanons. Les résultats montrent que ces baleines augmentent considérablement la productivité primaire des océans.

Productivité primaire et réseau trophique océanique

La productivité primaire est une mesure de la manière dont certains organismes, dans ce cas le phytoplancton, convertissent l’énergie en composés organiques par le biais de processus tels que la photosynthèse ou la chimiosynthèse, qui servent finalement de base au réseau alimentaire. Lorsque la productivité primaire est plus élevée, les organismes situés tout au long de la chaîne alimentaire disposent de sources alimentaires plus durables.

Pour que le phytoplancton produise ces composés organiques, il doit recevoir une bonne dose de nutriments, comme l’azote, le phosphore et le fer, nécessaires à la photosynthèse et à d’autres processus. Malheureusement, de nombreuses parties de la couche supérieure de l’eau océanique sont dépourvues de ces nutriments. Certains de ces nutriments sont reconstitués par le ruissellement terrestre, se mélangent aux eaux océaniques plus profondes et sont recyclés par le zooplancton, les bactéries et la vie marine dans son ensemble.

Ne gaspillez pas, ne voulez pas

Selon la nouvelle étude, les baleines à fanons – un groupe qui comprend les baleines de Minke, les rorquals communs, les baleines bleues, les baleines à bosse et les baleines boréales – fournissent une quantité importante de ces nutriments par le biais de leurs déchets. Pour déterminer la contribution réelle, l’équipe de recherche a collecté et analysé les excréments et l’urine des petits rorquals et des rorquals communs, en testant la teneur en éléments nutritifs en azote, phosphore, fer et 14 autres oligo-éléments.

Ensuite, ils ont estimé la libération quotidienne et annuelle de nutriments pour six autres espèces de baleines à fanons et ont utilisé un modèle écosystémique, appelé NORWECOM.E2E, pour simuler les impacts de la libération de nutriments par les baleines sur la production primaire et le zooplancton. L’étude s’est concentrée sur les mers du Groenland, de Norvège et d’Islande, où les baleines à fanons migrent en été, avant de retourner vers leurs aires de reproduction hivernales à des latitudes plus basses.

Les résultats ont montré que les baleines à fanons libèrent des quantités importantes d’azote, principalement via l’urine, et de phosphore et d’oligoéléments, principalement via les selles. Au total, ces baleines recyclent quotidiennement plus de 815 tonnes d’azote et 325 tonnes de phosphore dans les mers nordiques et de Barents pendant la saison d’alimentation. La contribution varie selon les espèces spécifiques.

“La quantité de nutriments libérés par les populations de baleines devrait dépendre des taux de consommation des proies et de l’abondance de la population. Compte tenu de leur grande taille, les rorquals bleus, les baleines boréales et les rorquals communs sont les espèces contribuant aux charges nutritionnelles les plus élevées par individu. Cependant, lorsque l’abondance de la population est prise en compte, les petits rorquals sont les espèces qui contribuent le plus aux réservoirs de nutriments dans la plupart des régions, y compris la mer de Barents, la mer de Norvège et la mer du Groenland”, expliquent les auteurs de l’étude.

Fluctuations saisonnières et spatiales

Comme on pouvait s’y attendre, la teneur en nutriments varie avec le temps, avec des quantités plus élevées à la fin de l’été, augmentant à partir de mai, lorsque les baleines migrent vers ces zones. Dans certaines régions, la production primaire a été supérieure de 10 % en août. Cet effet a été davantage observé dans les régions offshore pauvres en nutriments.

“La variation de la production primaire nette annuelle était relativement faible dans la plupart des régions, avec une moyenne spatiale de 0,63%, mais atteignait 2 à 4,5% dans le bassin de la mer de Norvège et dans le nord de la mer de Barents, à l’est du Svalbard. Dans la mer de Barents, le développement de la prolifération de phytoplancton au printemps et en été est principalement régi par la lumière disponible et la progression de la fonte des glaces de mer.

“En général, le nord de la mer de Barents, influencé par l’Arctique, est moins productif en raison d’une disponibilité de lumière et de concentrations de nutriments inférieures à celle du sud de la mer de Barents. Nos modèles indiquent que les nutriments dérivés des baleines ont un impact plus prononcé dans ces régions éloignées des sources alternatives de nutriments”, écrivent les auteurs de l’étude.

Effets en cascade de l’augmentation de la productivité primaire

L’augmentation de la production primaire se répercute sur le réseau alimentaire, bénéficiant à de nombreux organismes. Il a été constaté que le mésozooplancton (organismes qui se nourrissent de phytoplancton et de microzooplancton) augmente sa biomasse jusqu’à 10 %. L’équipe souligne que des baisses de survie et de croissance des saumoneaux norvégiens ont été observées dans d’autres études, ainsi que des changements dans les schémas de migration alimentaire du hareng. Ceux-ci ont été attribués aux changements dans la biomasse du zooplancton dans les mers nordiques.

“Ainsi, le mésozooplancton semble établir un lien important entre les producteurs primaires et les niveaux trophiques supérieurs. Bien que tous les nutriments libérés par les baleines ne soient pas facilement utilisés par le phytoplancton, notre étude met en évidence leur potentiel à augmenter à la fois la production primaire et la croissance secondaire”, disent les auteurs.

En plus de stimuler le réseau alimentaire, l’augmentation de la productivité primaire contribue à la séquestration du carbone. Cela est dû aux processus inhérents impliqués, qui utilisent le dioxyde de carbone de l’atmosphère en le transformant en composés organiques.

L’avenir des écosystèmes marins

Il est clair que l’écosystème océanique est soumis à des processus complexes qui soutiennent et nourrissent ses habitants. L’étude montre que la protection des populations de baleines profite non seulement aux baleines, mais aussi à des écosystèmes océaniques entiers et au climat mondial.

Les recherches futures pourraient aider à affiner ces modèles grâce à des données améliorées sur le mouvement des baleines, la profondeur d’excrétion et la dissolution des nutriments et en incorporant d’autres vertébrés marins et davantage d’oligo-éléments dans les modèles.

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