Les coccolithophoridés Nanoplancton calcaire Diaporama réalisé par Catherine Carruesco avec le concours scientifique de Jacques Giraudeau Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Structure d’un coccolithophoridé

Biologie Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines), exclusivement marins, apparus au Trias, colonisant toutes les surfaces océaniques. La cellule est globuleuse et entourée par une enveloppe sphérique : la coccosphère, qui est constituée par un assemblage de plaques calcaires qu’on appelle les coccolithes (entre 10 et 30μ). A la mort de la cellule, les coccolithes sont dissociés et sédimentent dans la colonne d’eau pour former une roche calcaire. (exple: la craie)

Méthodes d’études Biocénose : échantillonnage dans la colonne d’eau, grâce à des bouteilles Niskin des pompes in-situ des pièges à particules Préparation de l’échantillon  filtration à 0.8 µm montage sur lame MO (x1000 en immersion et en lumière polarisée) montage sur plot au MEB (x5000). Observation  MO : mesure de biomasse (nbre de cellules par litre). MEB : assemblages (diversité spécifique)

Préparation d’échantillons Thanatocénose : Echantillonnage  carottiers bennes Préparation d’échantillons  sédiments bruts (frottis) séparation de fraction fine (centrifugation ou décantation) Observation : MO essentiellement donnant  L’abondance absolue (nbre de coccolithes par gramme de sédiment)  La diversité spécifique

Sédimentation des coccolithes Comment s’établit le lien entre biocénose et thanatocénose ? Comment expliquer que la susceptibilité à la dissolution ne soit pas accentuée par la très petite taille des coccolithes ?(descente lente donc dissolution accentuée) Pourquoi trouve t-on des coccolithes dans les sédiments profonds (prof. >CCD) ? Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Pelotes fécales + Marine Snow (agrégats amorphes) Réponses dans les années 80 seulement : Les particules sont piégées dans la colonne d’eau grâce à des vecteurs de transport : Pelotes fécales + Marine Snow (agrégats amorphes) Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Intérêt : ces vecteurs protègent de la dissolution accélèrent la vitesse de chute  coccolithes  13cm / jour pelotes fécales  200 m / jour marine snow  100 m / jour réduisent les déplacements horizontaux au cours de leur descente dans la colonne d’eau (chute plus rapide) et induit donc une correspondance fidèle entre biocénose et thanatocénose. 60 à 90 % des coccolithes survivent à la descente dans la colonne d’eau. Cependant, on note des changements des assemblages dus à la dissolution des formes fragiles dans la colonne d’eau et en particulier à l’interface eau –sédiments. Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Rappels : Précipitation et altération des carbonates Lorsqu'on on travaille à un instant donné, aujourd'hui par exemple, on écrit l'équation CaCO3 + CO2 + H2O ↔ 2 HCO3- + Ca++ Cela veut dire, par exemple, que l'eau de pluie absorbe du CO2 atmosphérique, que cette pluie chargée de CO2 attaque le calcaire, qui se trouve ainsi transformé en HCO3- et Ca++. Il y a donc prélèvement de CO2 dans l'atmosphère, qui se trouve alors transféré vers l'hydrosphère. Cela veut dire, dans l'autre sens, que lorsqu'un coccolithe fabrique son test, il prélève 2 moles de HCO3- de l'hydrosphère, pour donner une mole de CaCO3 et une mole CO2. Il piège donc une mole de CO2. De plus, le CO2 produit est récupéré pour la photosynthèse. Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Intérêts pour le lycée TS Application du principe de l’actualisme  Les sédiments dont nous disposons ont été prélevés au large du Cap Vert, c'est-à-dire sous un climat subtropical, en eaux relativement chaudes en surface et peu turbides. La présence de coccolithes témoigne donc : milieu marin zone compatible avec la précipitation des carbonates (température supérieure à 18 °C et milieu relativement calme) peu d’apports détritiques Bilan : Leur présence dénote un climat chaud et donc une période transgressive pour les moyennes et hautes latitudes. Implication / quaternaire : ce sont des marqueurs des cycles glaciaires et interglaciaires au même titre que les globigérines au cours des évènements d’Heinrich. Ce sont donc d’excellents indicateurs de la nature des masses d’eau en relation avec les cycles climatiques. Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Coccolithes : traceurs de la nature des eaux de surface (température) J. Giraudeau (CNRS, Univ. Bordeaux1) Coccolithes : traceurs de la nature des eaux de surface (température) au cours des derniers 3000 ans East Greenland C. ARCTIC FRONT Localisation de la carotte sédimentaire IMAGES core Md992269 E-Greenland C. Irminger C. Dérive Nord Atlantique SUB-ARCTIC FRONT Circulation de surface et fronts hydrologiques en mers nordiques Arrivée des Vikings en Islande et colonisation du Groenland (Greenland) Age (ans BP) 400 800 1200 1600 2000 -35,2 -34,8 -34,4 GISP2 d18O (100 yrs running mean) Age(ans BP) Weight % 8 6 4 2 PAG PCM “Age sombres” PCR 2400 2800 + d18O Températures Atmosphériques (Groenland) - % + Islande Températures eaux de surface (Nord-Islande) Gephyrocapsa sp. - 2400 2800

1- Couplage atmosphère – hydrosphère Seconde : 1- Couplage atmosphère – hydrosphère Les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils jouent ainsi un rôle primordial dans le piégeage du CO2. Une récente étude suggère que la préservation de la Matière Organique dans la colonne d’eau jusqu’à l’enfouissement est améliorée par la chute rapide dans les pelotes fécales et dans les marines snows. Co-transport coccolithes et MO s’oppose à la dégradation de la MO qui libère donc moins de CO2. Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

2- Impact sur le climat Présence de Blooms de coccolithophoridés repérés grâce à l’imagerie satellitaire, surtout dans les zones subpolaires et dans les zones de marges. Notamment au large de Terre-Neuve Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Golfe du St Laurent Terre-neuve bloom Océan Atlantique

Albédo de l’océan : Les blooms de coccolithophoridés provoquent un effet miroir grâce à leur forte concentration Blooms Emiliania Huxleyi = + 0.21 % albédo de la planète soit une perte de – 0.35 W/m2 Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Chaleur océanique Plus de chaleur et de lumière sont renvoyées vers l’atmosphère entraînant globalement un refroidissement de la colonne d’eau. Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes

Albédo des nuages Les coccolithophoridés sont les espèces qui produisent le plus de DMS (diméthylsulfure CH3 S CH3) qui est issu de la décomposition des cellules du phytoplancton dans la couche supérieure de l’océan et qui s’échappe dans l’atmosphère. Le DMS s’oxyde en dioxyde SO2 puis en sulfate SO4 qui condense en minuscules particules aérosols qui agissent comme des noyaux pour la formation des gouttes de pluie et des nuages. Les nuages et donc les coccolithophoridés participent activement au bilan de l’albédo de la planète Ce sont des organismes unicellulaires phytoplanctoniques (algues marines) exclusivement marins apparus au trias, colonisant toutes les surfaces océaniques, dont les restes fossilisés (coccolithes) constituent une masse sédimentaire particulièrement abondante. Ils fournissent plus de 60% des carbonates fossiles. Ils se reproduisent par division asexuée. Le cycle de développement comporte 2 phases : une phase motile sans coccolithes une phase non motile avec des coccolithes