Une étude, dont les résultats intitulés «X-ray nanotomography of coccolithophores reveals that coccolith mass and segment number correlate with grid size» ont été publiés dans la revue Nature Communications, a permis de révéler la structure 3D au niveau nanométrique des coquilles calcaires ou 'coccolithes' des coccolithophores (*). Cette analyse met ainsi en évidence de nouvelles corrélations entre leur masse et la taille du noyau de la cellule sur lequel la nucléation et la croissance des coccolithes se produisent.

Rappelons tout d'abord que «les coccolithophores sont des algues marines microscopiques qui absorbent le dioxyde de carbone pour leur croissance et le libèrent lors de la création de leurs coquilles calcaires, sorte de mini-boucliers». Ces nanoplanctons unicellulaires sont très abondants dans les océans, à tel point qu'on peut l'apercevoir «sur les images satellite des océans, lorsque les coccolithophores se multiplient par millions et se répandent en gigantesques traînées blanches donnant à l’océan un aspect laiteux».

Relevons également, qu'environ «un tiers du dioxyde de carbone rejeté dans l'atmosphère par les activités humaines est absorbé par les océans, où il réagit chimiquement et rend l'eau plus acide», une acidification des océans qui «empêche certains organismes marins calcifiants, tels que les étoiles de mer, les oursins, les coraux et les coccolithophores, de construire leurs coquilles ou leurs squelettes calcaires».

Pour leur part, les coccolithophores, qui «vivent au fond des océans», jouent «un rôle actif dans le cycle du carbone», car «ils fixent le gaz carbonique par photosynthèse, entraînant une diminution du CO2 dissous dans l’océan». Cependant, «contrairement aux autres phytoplanctons photosynthétiques, les coccolithophores produisent de la calcite (CaCO3) sous forme de minuscules plaques calcaires, sorte de mini-boucliers, appelées 'coccolithes'».

Concrètement, «la calcification par les coccolithophores utilise le bicarbonate (HCO3-) de l'eau de mer et libère du CO2». Ensuite, «lorsque les cellules de coccolithophores meurent, les coccolithes et la matière organique associée sédimentent lentement au fond de la mer, contribuant ainsi au stockage du carbone». En fin de compte, «bien qu'ils soient minuscules, les coccolithophores jouent un rôle clé dans le cycle global du carbone en raison de leur très grande abondance dans les océans».

Par ailleurs, alors que «plusieurs études récentes, en laboratoire et sur le terrain, indiquent que l'acidification des océans pourrait probablement entraver, à terme, la calcification des coccolithophores», certaines études «ont aussi montré une augmentation de la calcification des coccolithophores dans des conditions plus acides». Dans ce contexte, pour «comprendre comment les facteurs environnementaux impactent le niveau de calcification des coccolithes», il était essentiel «de pouvoir estimer avec précision la masse de l'enveloppe de calcite de ces micro-organismes».

En fait, «une méthode d’estimation de la masse des coccolithes à l’aide de la microscopie optique automatisée» a d'abord été mise au point,mais «bien que cette technique soit très utile pour mesurer très rapidement la masse d'une grande quantité de coccolithes, il était important d'évaluer l'exactitude de ces mesures en les comparant avec une autre méthode très précise».

Pour «obtenir des informations extrêmement détaillées sur la structure 3D (et donc la masse) des coques et des coccolithes de plusieurs espèces de coccolithophores», il a été fait appel à «la technique d'imagerie par diffraction cohérente des rayons X sur la ligne de lumière ID10 de l'ESRF». Grâce à cela, la méthode de microscopie optique a pu être calibrée. Il est ainsi apparu que «chaque coccolithe de la coquille présente des caractéristiques différentes, même si tous ont été créés dans les mêmes conditions environnementales».

Ces variations «de taille et de masse des coccolithes au sein d’un même coccolithophore» ont pu être expliquées par le fait «que la masse de coccolithes est proportionnelle à la taille du noyau organique autour duquel la nucléation de la calcite a lieu tous les 110-120nm». Il reste désormais «à utiliser les images 3D de ces coccolithes pour mieux comprendre la maîtrise du phénomène de calcification de ces phytoplanctons extraordinaires et mieux comprendre les propriétés mécaniques de ces squelettes calcaires microscopiques et très complexes».

Lien externe complémentaire (source Wikipedia)

(*) Prymnesiophyceae (Coccolithophores)