Écologie des grands fonds marins et benthique

Au-delà de la pénétration de la lumière solaire, les fonds marins profonds abritent des communautés diverses qui subsistent grâce à la matière organique en suspension ou, au niveau des évents hydrothermaux, uniquement grâce à l'énergie chimique — remettant en question l'idée reçue selon laquelle toute vie dépend ultimement du soleil.

Definition

L'écologie benthique est l'étude des organismes vivant sur ou dans le fond marin et de leurs interactions ; l'écologie des grands fonds marins se concentre sur les communautés de l'océan profond et du fond marin, y compris celles maintenues par la chimiosynthèse.

Scope

Ce thème aborde les conditions environnementales des grands fonds marins (froid, obscurité, haute pression), la structure et la diversité surprenante des communautés benthiques, l'approvisionnement alimentaire provenant des particules en suspension, et les écosystèmes chimiosynthétiques au niveau des évents hydrothermaux et des suintements froids où la vie est alimentée par l'énergie chimique plutôt que solaire.

Core questions

• Comment les organismes font-ils face au froid, à l'obscurité et à la pression écrasante des grands fonds marins ?
• Quelles sources de nourriture soutiennent les communautés benthiques profondes loin de la surface productive ?
• Pourquoi la biodiversité des grands fonds marins est-elle plus élevée que ce qui était autrefois attendu ?
• Comment les communautés chimiosynthétiques des évents et des suintements obtiennent-elles de l'énergie sans lumière solaire ?

Key theories

La limitation de la nourriture et la pluie de particules

La majeure partie de la vie des grands fonds marins dépend de la lente sédimentation des particules organiques provenant de la surface ; ainsi, la quantité et le moment de cet apport alimentaire contrôlent fortement l'abondance benthique et la structure des communautés.

La chimiosynthèse au niveau des évents et des suintements

Au niveau des évents hydrothermaux et des suintements froids, les microbes oxydent les substances chimiques réduites telles que le sulfure d'hydrogène pour fixer le carbone, soutenant ainsi des communautés animales denses indépendantes de la photosynthèse.

Mechanisms

Dans la majeure partie des grands fonds marins, les communautés dépendent d'une pluie éparse de particules organiques provenant de la surface, l'abondance diminuant à mesure que l'approvisionnement alimentaire diminue avec la profondeur et la distance des eaux productives. Au niveau des évents hydrothermaux, les bactéries chimiosynthétiques oxydent les substances chimiques des évents pour fixer le carbone, souvent en tant que symbiontes à l'intérieur d'animaux tels que les vers tubicoles, soutenant des communautés riches en l'absence de lumière.

Clinical relevance

Les écosystèmes des grands fonds marins sont de plus en plus menacés par le chalutage, l'exploitation minière des minéraux du fond marin et les changements liés au climat dans la productivité de surface ; les organismes des évents et leurs enzymes présentent également un intérêt biotechnologique, et la compréhension de ces communautés à récupération lente est essentielle à la conservation des océans profonds.

History

Longtemps considérés comme presque dépourvus de vie, les grands fonds marins se sont révélés, grâce à des échantillonnages du milieu du XXe siècle (Hessler et Sanders), abriter une diversité étonnamment élevée ; la découverte en 1977 de communautés d'évents hydrothermaux sur le rift des Galapagos, et la démonstration de la symbiose chimiosynthétique, ont révolutionné les perspectives sur les possibilités de la vie.

Key figures

• Robert Hessler
• Howard Sanders
• Colleen Cavanaugh

Seminal works

• gageTyler1991
• vanDover2000

Frequently asked questions

Que mangent les animaux des grands fonds marins ?

La plupart dépendent des particules organiques qui sédimentent depuis la surface éclairée par le soleil, complétées par des apports alimentaires occasionnels importants tels que des carcasses de baleines ; au niveau des évents hydrothermaux, les communautés dépendent plutôt de microbes qui exploitent l'énergie chimique.

Comment la vie peut-elle exister au niveau des évents hydrothermaux sans lumière solaire ?

Des bactéries spécialisées réalisent la chimiosynthèse, utilisant l'énergie contenue dans des substances chimiques comme le sulfure d'hydrogène pour construire de la matière organique, qui nourrit ensuite les animaux des évents, dont beaucoup hébergent ces microbes à l'intérieur de leur corps.