Zooplankton’s daily vertical migration
CHAQUE SOIR, LORSQUE LE SOLEIL GLISSE SOUS L'HORIZONÀ la fin de l'été, d'innombrables créatures aquatiques commencent à migrer depuis les profondeurs dans ce qui est sans doute le plus grand spectacle sur Terre. À la recherche de nourriture dans les eaux peu profondes, le zooplancton doit se risquer à un périlleux voyage vers le haut, en évitant un gantlet de prédateurs tout en restant dans la sécurité de l'obscurité, puis en retournant dans les profondeurs avant le prochain lever de soleil.
En 1817, le naturaliste français Georges Cuvier a décrit pour la première fois la migration verticale diurne (MVD) du zooplancton. Diel vient du latin dies, qui signifie jour ; les biologistes utilisent ce terme pour désigner une période de 24 heures. Ce comportement migratoire spécifique et cyclique est toutefois exclusif au zooplancton. Bien qu'il fasse partie d'un cycle quotidien, le mouvement crucial se produit globalement chaque nuit dans un grand nombre de groupes taxonomiques, y compris les protozoaires, les vers, les nudibranches, le krill, les crevettes, les tuniciers et certaines méduses, entre autres. Bien que des milliards d'organismes puissent se déplacer, ce phénomène est passé inaperçu pour la plupart des gens en dehors de la communauté scientifique.
The distance this group of migrating minifauna traverses and why they migrate are some of nature’s greatest mysteries. As scientists have studied DVM over the years, they’ve discovered that while the migration alone is fascinating, it’s only a sneak peek at the entire story. DVM is a multifaceted event that involves plankton, fish, and other natural elements, with more clues as to why continually being revealed.
L'océan comporte plusieurs zones primaires déterminées par la profondeur et la distance à laquelle la lumière du soleil pénètre dans l'eau. La zone d'ensoleillement ou zone épipélagique s'étend de la surface jusqu'à 656 pieds et contient suffisamment de lumière pour faire vivre les plantes qui en dépendent. La zone crépusculaire ou mésopélagique, où la lumière est minimale, s'étend du bas de la zone d'ensoleillement jusqu'à 3 280 pieds. Au-dessous se trouvent les zones les plus profondes et les plus sombres : bathypélagique, abyssopélagique et hadopélagique.
Like plants on land, phytoplankton in the epipelagic zone thrive on sunlight, consume carbon dioxide, and store the converted carbon. During this process, chlorophyll in the phytoplankton also respire oxygen back into Earth’s atmosphere, making them a significant contributor among marine plants, which provide more than half of the oxygen we breathe.
At the surface, the never-ending cycle of natural elements — including sunlight, wind, and ocean movement — churns the top layer of water, which can push the phytoplankton downward. Others will die near the surface and float down toward the ocean floor.
Le zooplancton herbivore qui migre vers le haut et ses prédateurs rencontrent le phytoplancton à la surface et en consomment autant qu'ils le peuvent. Au fur et à mesure que la nuit se transforme en matinée, le zooplancton retourne dans des eaux plus profondes, plus fraîches et plus denses, où il rejette une grande partie de ses déchets. Les déplacements du phytoplancton vers le bas entraînent le déplacement de son carbone vers les profondeurs de l'océan. Cette séquence de déplacement et de conversion du carbone s'appelle la pompe biologique à carbone, qui déplace environ 10 gigatonnes de carbone chaque année. Il s'agit peut-être de l'une des fonctions écologiques les plus étendues de la planète, ironiquement assurée par certains des plus petits organismes.
Les scientifiques utilisent des chaluts en eau profonde pour étudier la multitude d'organismes et collecter, échantillonner et documenter diverses formes de vie à différentes profondeurs. Les chaluts ont révélé beaucoup de choses au fil des ans, mais ils ne peuvent fournir qu'un instantané de chaque zone chalutée.
Les progrès technologiques réalisés dans le domaine des petits submersibles avec équipage, capables de résister aux pressions intenses des profondeurs, offrent une nouvelle façon d'étudier le plancton. Ces petits sous-marins permettent aux scientifiques de mener des expéditions exploratoires dans la zone crépusculaire et au-delà, mais les obligations en matière de survie limitent le temps passé en profondeur. Lors de ces expéditions en haute mer, les chercheurs peuvent observer passivement des formes de vie extraordinaires dans leur élément naturel ou les collecter de manière sélective pour les étudier.
The only way to come close to this experience as a nonscientist — and without a million-dollar submarine — is to dive in the open ocean at night. The deep-sea subjects that appear in shallow water during DVM regularly surprise blackwater divers and scientists. Many divers in this small community of enthusiasts contribute to the academic pursuit of documenting and describing marine life by exchanging information, photographs, and other data. They may even collect specific animals for more detailed DNA profiling.
Larval subjects are some of the most intriguing during blackwater dives, where even what would typically be the most common subjects can appear highly exotic. They often sport gaudy elongated spines with muted color patterns or other garish features, which are only outdone by their odd behaviors. You might spot hyperiid amphipods, dragonfish, snaketooth swallowers, deep-sea anglers, stareaters, viperfish, tripod fish, or my all-time favorite — a lovely cusk-eel called the bony-eared assfish. There are monsterlike shrimp, fish with wings, pipefish that resemble dragons, colonies of sea squirts that can reach colossal sizes, and even tiny mollusks that sparkle or resemble drifting leaves. It’s an endless parade of creatures that serve an incredible greater good.
En fonction de l'endroit où vous vous trouvez, de la profondeur de l'océan, des lignes de courant prédominantes, de la lune et de la marée, toute plongée en eaux noires peut réserver des surprises qui laisseront les plongeurs avec encore plus de questions sans réponse qu'avant de commencer. Les plongées en eaux noires se déroulent au large, en eaux profondes. Les plongeurs restent à des profondeurs récréatives tout en dérivant sur des fonds plus profonds et utilisent une ligne descendante éclairée pour attirer le plancton.
La dérive à des profondeurs de l'ordre de 600 pieds est un minimum pour se faire une idée de la DVM, bien qu'il y ait des discussions sur ce point. En Californie du Sud, par exemple, nous avons découvert que les plongées plus proches du rivage à des profondeurs de 1 200 pieds étaient plus productives pour les larves de poissons, tandis que nous observions davantage de plancton gélatineux lors des plongées sur le plateau continental plus profond.
Floating over the 600 to 700 feet of water along the Gulf Stream in South Florida is perhaps one of the most astounding blackwater dives. Some of the deepest DVM experiences occur over about 6,000 feet in Kona, Hawai‘i. No matter where you decide to take the plunge, blackwater diving offers firsthand clues to the ocean’s inner workings and how they tie in with humanity and other life on Earth.
“Look small and find big” is a phrase I like to repeat to divers before jumping into the abyss. It’s easy to miss the beauty if you are constantly looking for larger animals. You can find it in how the plankton move and interact. Many of the smaller zooplankton seem to be affectionate toward each other. Sea angels, for instance, embrace when they mate, which is something that I never expected to see in subjects the size of my fingernail.
Les calmars en haute mer sont également très différents de ceux qui vivent le long des côtes ou près d'un récif et constituent peut-être l'un des groupes de créatures marines les plus intéressants à rencontrer. Divers et rapides, ils se regroupent en bancs comme une meute de loups ou peuvent être solitaires. Certains d'entre eux prennent la pose, créant des motifs symétriques avec leurs bras et leurs tentacules tout en faisant jaillir leurs photophores en mosaïques colorées. Certaines pieuvres pélagiques passent toute leur vie à dériver.
Blackwater diving offers an experience that some call the ultimate fusion of exploring and learning. During the dive you can see some of nature’s best work, and after the dive you can relive your encounters while trying to identify all the creatures. There is one thing that all blackwater divers agree on: It is highly addictive.
Le plancton est peut-être petit, mais il est puissant et il a une grande histoire à raconter. De la surface peu profonde à la zone abyssale, le plus grand spectacle de la Terre est en train de s'élever.
En savoir plus
Regardez cette vidéo pour découvrir comment la migration verticale des animaux sauvages favorise le piégeage du carbone.