Les baleines sont considérées comme les ingénieurs de l’écosystème dans les océans. Elles permettent la croissance du phytoplancton, qui à son tour permet à leur source de nourriture, le krill, de se développer. Les oligoéléments tels que le fer jouent un rôle central dans ce processus.
Au début du 20e siècle, l’océan Austral regorgeait de baleines. Et de krill, leur principale nourriture, qui se trouvait également en masse dans le même océan. En moins de 70 ans, la chasse commerciale à la baleine a tué environ 2 millions de grandes baleines à fanons – baleines bleues, rorquals communs, rorquals boréaux, baleines à bosse, petits rorquals.
On pourrait penser qu’il s’agit d’une bonne nouvelle pour le krill, qui aurait pu se reproduire sans problème après la quasi-extinction de ses prédateurs. Mais cette hypothèse s’est avérée fausse, car c’est le contraire qui s’est produit. La population de krill s’est également effondrée.
Il a fallu attendre l' »hypothèse du fer » de l’océanographe américain John Martin (✝) pour expliquer ce paradoxe apparent. Dans les régions où les nutriments sont abondants, mais où le phytoplancton – de minuscules algues unicellulaires – ne se développe pas, le fer fait tout simplement défaut. L’océan Austral est une région dite « High Nutrient, Low Chlorophyll ». Les autres nutriments tels que les nitrates, les phosphates et la silice peuvent y être présents en grande quantité, mais sans fer, la croissance est quasiment impossible.
Et si le phytoplancton ne peut pas se développer, le krill ne trouve pas non plus de nourriture. Mais d’où vient tout le fer qui a permis de produire ces énormes quantités de krill avant le début de la chasse à la baleine ? En tout cas, la concentration de fer dans l’eau de mer est très faible, trop faible pour des centaines de millions de tonnes de krill.
Comment les baleines cultivent leur propre nourriture
Et c’est là que les grands mammifères marins entrent en jeu. En 2010, l’océanographe Victor Smetacek, aujourd’hui professeur émérite de l’institut allemand Alfred Wegener, a émis une hypothèse connue sous le nom d' »hypothèse des fèces de baleine » : lors de leur digestion, les baleines concentrent le fer contenu dans le krill et l’excrètent en grande quantité.
La même année , Stephen Nicol a confirmé cette hypothèse, chiffres à l’appui – la teneur en fer des excréments des baleines est environ 10 millions de fois plus élevée que celle de l’eau de mer de l’Antarctique.
Cependant, les baleines ne rejettent pas leurs excréments n’importe où, mais à un endroit stratégique, à la surface de l’eau inondée de lumière, où le phytoplancton utilise les nutriments pour effectuer la photosynthèse. Le concentré de fer contenu dans la baleine agit comme un booster pour les minuscules algues, entraînant une floraison de plancton qui, à son tour, favorise la croissance et la reproduction du krill.
Les baleines veillent donc elles-mêmes à ce que le fer reste en circulation et à ce qu’elles aient toujours suffisamment de nourriture à disposition. Les baleines qui plongent profondément, comme les cachalots, ramènent en outre à la surface de l’eau les nutriments qu’elles absorbent en mangeant des calmars en profondeur – un processus également appelé « pompe à baleine ».
Métaux sous forme biodisponible
Dans une étude récente publiée en janvier dans Nature Communications Earth & Environment, une équipe de chercheurs de l’Université de Washington (UW) a examiné l’ampleur de l’influence des baleines sur le recyclage des métaux traces. Pour ce faire, l’équipe a collecté des échantillons de fèces de baleines à bosse dans l’océan Austral et de baleines bleues au large de la côte californienne.
« Nous nous sommes concentrés sur la chimie du fer et la disponibilité limitée des métaux recyclés afin de mieux comprendre les services écosystémiques fournis par les baleines », écrit Patrick Monreal, doctorant à l’UW et premier auteur de l’étude, dans un courriel envoyé à Polar Journal AG.
Dans leur étude, les chercheurs se sont concentrés non seulement sur l’analyse du fer, mais aussi sur celle du cuivre, qui sont tous deux des facteurs limitants dans l’océan. Ils ont cependant été surpris de constater les concentrations de cuivre dans les fèces. Ce métal est problématique pour de nombreux organismes vivants, car il peut provoquer des intoxications.
« Notre analyse suggère que l’épuisement des populations de baleines à fanons par la chasse à la baleine historique pourrait avoir eu un impact biogéochimique majeur dans l’océan Austral, une zone cruciale pour le cycle du carbone mondial », a déclaré Monreal dans un communiqué de presse de l’université.
Cependant, après des analyses plus poussées, l’équipe a pu montrer que les atomes de fer et de cuivre sont tous deux liés à des molécules organiques appelées ligands. Cela rend ces micronutriments importants plus disponibles pour les organismes marins. Parallèlement, le cuivre est rendu inoffensif par sa liaison aux ligands.
Les chercheurs n’ont pas encore pu déterminer l’origine de ces ligands, mais ils supposent qu’il pourrait s’agir de métabolites de bactéries présentes dans le tube digestif des baleines.
« Je pense que les animaux jouent un rôle plus important dans les cycles chimiques que ce que beaucoup d’experts leur accordent, en particulier si l’on raisonne à l’échelle des écosystèmes », a déclaré Monreal dans le communiqué de presse. « Quand je parle d’animaux, je pense en fait à leur microbiome intestinal. D’après ce que nous voyons, les bactéries présentes dans les intestins des baleines pourraient être importantes ».
Dans le courriel envoyé à Polar Journal AG, il a ajouté : « Je pense que ce fer recyclé était assez important au niveau de l’écosystème et de la région pour la santé de la chaîne alimentaire dans l’océan Austral, en particulier parce que les baleines se nourrissent (et défèquent) à proximité des floraisons de phytoplancton ».
Ce cycle nutritif bien rodé, dont les détails ne sont pas encore entièrement décryptés et qui n’est peut-être rendu aussi efficace que par les micro-organismes présents dans l’intestin des baleines, illustre une fois de plus la sophistication des différents processus de la nature qui s’imbriquent les uns dans les autres et contribuent à son succès.
Et pour les baleines, en tant que « jardiniers » des océans, qui assurent la repousse constante de leur propre nourriture, il faut espérer que leurs populations continueront à se remettre de cette mise à mort impitoyable et qu’elles rempliront à nouveau les océans de vie.
Julia Hager, Polar Journal AG
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