Seasonality of protists in the oligotrophic Gulf of Aqaba revealed by imaging flow cytometry

La surface de l'océan est souvent imaginée comme un vaste désert bleu et vide, mais en réalité, elle foisonne d'une vie microscopique qui constitue le fondement du réseau trophique marin. Parmi ces minuscules habitants se trouvent les protistes, un groupe diversifié d'organismes unicellulaires qui incluent les algues et d'autres petits dériveurs. Dans les eaux chaudes et pauvres en nutriments des zones subtropicales, ces communautés sont particulièrement difficiles à étudier car elles sont éparses et changent rapidement. Les scientifiques savent depuis longtemps que l'océan n'est pas statique ; le mélange d'espèces change avec les saisons, au gré des variations de température de l'eau et des courants. Comprendre exactement comment ces petites communautés croissent, décroissent et prennent la place les unes des autres est crucial, car elles pilotent le cycle mondial du carbone et soutiennent les poissons dont les humains dépendent. Sans une image claire de qui est présent et quand, notre compréhension du fonctionnement de l'océan reste incomplète.

Pour combler cette lacune, les chercheurs ont porté leur attention sur le golfe d'Aqaba, un étroit plan d'eau de la mer Rouge connu pour ses conditions claires et pauvres en nutriments. Pendant plus d'un an, de mars 2024 à juillet 2025, ils ont surveillé les eaux de surface à l'aide d'un instrument spécialisé appelé l'Imaging FlowCytobot. Cet appareil agit comme un appareil photo à haute vitesse qui prend des clichés de cellules individuelles lorsqu'elles défilent, permettant aux scientifiques de les compter et d'identifier leurs formes sans avoir à prélever des échantillons d'eau manuellement. En vérifiant l'eau presque chaque jour, l'équipe a capturé un enregistrement détaillé, jour après jour, du monde microscopique qui avait auparavant échappé aux méthodes d'échantillonnage moins fréquentes.

Le registre a révélé un rythme saisonnier distinct de la vie dans le golfe. Pendant les mois d'hiver, le nombre total de cellules dans l'eau a presque triplé. Cette poussée a été principalement tirée par une augmentation massive des organismes les plus petits, ceux mesurant moins de 5 microns de taille. Malgré cette explosion de nombres, la quantité globale de matière vivante, ou biovolume, n'a pas changé de manière drastique entre les saisons. Cela s'explique par le fait que les cellules présentes en été étaient généralement plus grandes, compensant ainsi la quantité pure de minuscules cellules hivernales. L'accumulation la plus significative de matière vivante s'est produite lors de la floraison printanière, lorsque le biovolume a atteint ses niveaux les plus élevés et les plus soutenus.

Bien que les mois d'été aient semblé calmes en termes de nombres totaux, la communauté était loin d'être dormante. Les chercheurs ont observé des apparitions soudaines et spectaculaires de groupes spécifiques, notamment les euglénophytes, les flagellés et les dinoflagellés, qui ont atteint des densités élevées lors de brèves poussées. La progression saisonnière a suivi un chemin prévisible : les coccolithophores et les cryptophytes ont augmenté pendant l'hiver, suivis d'une hausse des diatomées et des ciliés à l'arrivée du printemps. Afin de garantir que cette vue détaillée de la vie microscopique du golfe soit accessible à d'autres, l'équipe a également publié un ensemble de données publiques contenant plus de 31 000 images annotées des cellules capturées, fournissant ainsi une archive visuelle de ce voyage saisonnier.