Les résultats attendus de l’expédition Tara Oceans

Nul doute que nous aurons besoin de temps pour tirer les enseignements de l’expédition et interpréter nos observations et expériences.

D’un point de vue strictement scientifique, notre approche devrait nous permettre de déterminer la structure des écosystèmes du plancton qui peuplent les océans. Nous découvrirons probablement quels sont les liens qui unissent les virus, bactéries, protistes et les petits métazoaires dans différents environnements marins. Les océans constituant un système communicant et ouvert on pourrait penser que tous les organismes sont partout. Clairement ce n’est pas le cas parce qu’un organisme qui migre dans un milieu défavorable est voué a disparaître.

Nous pouvons espérer que nos observations éclairent certains mécanismes de l’évolution et en particulier ceux qui concernent la survie des individus et des gènes les mieux adaptés. Nous ne savons pas, par exemple, comment les virus et leurs hôtes évoluent de concert sous la pression de conditions physico-chimiques changeantes. L’expédition Tara Oceans représente une réelle opportunité d’examiner ces questions.

Nous devrons faire appel aux modélisations s’appuyant sur les analyses bioinformatiques de l’ADN et l’ARN des organismes collectés au cours du voyage, combinées aux analyses morphologiques des ces mêmes organismes. Nous étudierons également la dynamique des populations et les communautés planctoniques en relation avec les conditions physico-chimiques du milieu.
Nous apprendrons probablement beaucoup sur la façon dont les écosystèmes planctoniques s’adaptent aux changements climatiques. Etant donné qu’ils sont à la base de la chaine alimentaire nous pourrons peut-être prévoir comment les écosystèmes constitués d’organismes microscopiques affecteront le climat en produisant plus ou moins d’oxygène et en absorbant plus ou moins de CO2.

Perspectives

Étant donné l'effort de séquençage des génomes prévu dans le cadre de l’expédition Tara Oceans, notre étude fournira le recensement le plus complet de protistes marins jamais entrepris. Ces organismes unicellulaires dont l’extraordinaire biodiversité reste à découvrir sont connus par leurs formes fossiles pour réagir rapidement aux changements climatiques. Les protistes marins ont des taux très rapides de renouvellement, construisent des nano et micro squelettes organiques aux structures complexes et génèrent de très importants flux de matière à travers la biosphère. Leur impact sur les cycles géochimiques globaux et le climat est extrêmement important. On ignore la façon dont les protistes réagiront à l'augmentation des niveaux de CO2. Nous examinerons comment les changements de biodiversité de ces organismes unicellulaires affecteront la productivité primaire et les flux de carbone.

Pour la première fois, ces questions de base seront adressées à l’ensemble des protistes planctoniques, établissant de solides fondations pour les recherches futures sur l’évolution croisée du climat et des écosystèmes. En outre, les centaines de milliers de protistes marins qui restent à découvrir représentent un phénoménal réservoir de gènes, métabolismes, et nanomatériaux encore inconnus. Les protistes possèdent des génomes souvent beaucoup plus étendus que le génome humain.

Cette biodiversité génétique précède et excède le répertoire de gènes relativement plus petit des plantes et des animaux. Le séquençage récent de métagénomes océaniques a révélé une diversité insoupçonnée d'espèces microbiennes et des gènes de procaryotes et des virus. Les protistes, pourtant plus proches des animaux et des humains, n’ont pas encore été inclus dans ces analyses.

Mais le plus important est que nous aurons des données quantitatives sur la composition en organismes des écosystèmes pélagiques dans le monde entier, ce qui ouvrira la voie à la construction de modèles mathématiques de l’évolution de ces écosystèmes en fonction des changements environnementaux.

Eric Karsenti, co-directeur de Tara Oceans