Zone benthique

La zone benthique est la région écologique située au niveau le plus bas d'une étendue d'eau telle qu'un océan , un lac ou un cours d'eau , comprenant la surface des sédiments et certaines couches souterraines. Le nom vient du mot grec ancien βένθος ( bénthos ), qui signifie « les profondeurs ». Les organismes vivant dans cette zone sont appelés benthos et comprennent des micro-organismes (par exemple, des bactéries et des champignons ) ainsi que des invertébrés plus gros , tels que des crustacés et des polychètes . Les organismes vivent généralement ici en étroite relation avec le substrat et beaucoup sont attachés en permanence au fond. La couche limite benthique , qui comprend la couche inférieure d'eau et la couche supérieure de sédiments directement influencée par l'eau sus-jacente, fait partie intégrante de la zone benthique, car elle influence grandement l'activité biologique qui s'y déroule. Les exemples de couches de sol de contact comprennent les fonds de sable , les affleurements rocheux, le corail et la boue de baie .

La région benthique de l'océan commence au niveau du rivage ( zone intertidale ou littorale ) et s'étend vers le bas le long de la surface du plateau continental jusqu'à la mer. Ainsi, la région intègre une grande variété de conditions physiques qui diffèrent en termes de profondeur, de pénétration de la lumière et de pression. Selon le plan d'eau, la zone benthique peut inclure des zones qui ne se trouvent qu'à quelques centimètres sous la surface.

Le plateau continental est une région benthique en pente douce qui s'étend à l'écart de la masse terrestre. Au bord du plateau continental, généralement à environ 200 mètres (660 pieds) de profondeur, le gradient augmente considérablement et est connu sous le nom de talus continental. Le talus continental descend jusqu'au fond marin profond. Le fond marin profond est appelé plaine abyssale et se situe généralement à environ 4 000 mètres (13 000 pieds) de profondeur. Le fond océanique n'est pas entièrement plat mais présente des crêtes sous-marines et des fosses océaniques profondes appelées zone hadale . À titre de comparaison, la zone pélagique est le terme descriptif de la région écologique située au-dessus du benthos, comprenant la colonne d'eau jusqu'à la surface. À l'autre extrémité du spectre, le benthos de l'océan profond comprend les niveaux inférieurs de la zone abyssale océanique .

Pour plus d'informations sur les animaux qui vivent dans les zones les plus profondes des océans, voir la zone aphotique . En général, il s'agit de formes de vie qui tolèrent des températures fraîches et de faibles niveaux d'oxygène , mais cela dépend de la profondeur de l'eau.

Comme dans les océans, la zone benthique est le fond du lac, composé de matières organiques accumulées et submergées . La zone littorale est la zone bordant le rivage ; la lumière y pénètre facilement et les plantes aquatiques prospèrent. La zone pélagique représente la vaste masse d'eau, jusqu'à la profondeur à laquelle aucune lumière ne pénètre.

Le benthos est un ensemble d'organismes vivant dans la zone benthique, et qui sont différents de ceux qui vivent ailleurs dans la colonne d'eau . Même au sein de la zone benthique, les variations de facteurs tels que la pénétration de la lumière, la température et la salinité donnent lieu à des différences marquées, délimitées verticalement, dans les groupes d'organismes qui y vivent. De nombreux organismes adaptés à la pression des eaux profondes ne peuvent survivre dans les parties supérieures de la colonne d'eau : la différence de pression peut être très importante (environ une atmosphère pour 10 mètres de profondeur d'eau). Beaucoup se sont adaptés pour vivre sur le substrat (fond). Dans leurs habitats, ils peuvent être considérés comme des créatures dominantes, mais ils sont souvent une source de proies pour les Carcharhinidae tels que le requin citron .

Comme la lumière ne pénètre pas très profondément dans l'eau de mer, la source d'énergie de l'écosystème benthique est souvent la neige marine . La neige marine est constituée de matière organique provenant des couches supérieures de la colonne d'eau et qui dérive vers les profondeurs. Cette matière morte et en décomposition soutient la chaîne alimentaire benthique ; la plupart des organismes de la zone benthique sont des charognards ou des détritivores . Certains micro-organismes utilisent la chimiosynthèse pour produire de la biomasse .

Les organismes benthiques peuvent être divisés en deux catégories selon qu'ils s'installent au fond de l'océan ou à quelques centimètres de profondeur. Ceux qui vivent à la surface du fond de l'océan sont appelés épifaune . Ceux qui vivent enfouis dans le fond de l'océan sont appelés endofaune . Les extrémophiles, notamment les piézophiles , qui prospèrent dans des conditions de forte pression, peuvent également y vivre. Chorismus antarcticus est un exemple d'organisme benthique.

Français Les sources de nourriture des communautés benthiques peuvent provenir de la colonne d'eau au-dessus de ces habitats sous la forme d'agrégations de détritus , de matière inorganique et d'organismes vivants. Ces agrégations sont communément appelées neige marine et sont importantes pour le dépôt de matière organique et de communautés bactériennes. La quantité de matière qui coule au fond de l'océan peut atteindre en moyenne 307 000 agrégats par m2 ^par jour. Cette quantité varie en fonction de la profondeur du benthos et du degré de couplage benthique-pélagique. Le benthos d'une région peu profonde aura plus de nourriture disponible que le benthos des profondeurs marines. En raison de leur dépendance à cet égard, les microbes peuvent devenir spatialement dépendants des détritus dans la zone benthique. Les microbes présents dans la zone benthique, en particulier les dinoflagellés et les foraminifères , colonisent assez rapidement les détritus tout en formant une relation symbiotique entre eux. Dans les profondeurs marines, qui couvrent 90 à 95 % du fond océanique, 90 % de la biomasse totale est constituée de procaryotes. Pour libérer tous les nutriments enfermés dans ces microbes dans l'environnement, les virus jouent un rôle important en les rendant disponibles pour d'autres organismes.

Les technologies modernes de cartographie des fonds marins ont révélé des liens entre la géomorphologie des fonds marins et les habitats benthiques, dans lesquels des séries de communautés benthiques sont associées à des contextes géomorphologiques spécifiques. Les exemples incluent les communautés de coraux d'eau froide associées aux monts sous-marins et aux canyons sous-marins, les forêts de varech associées aux récifs rocheux du plateau continental intérieur et les sébastes associés aux escarpements rocheux des pentes continentales. Dans les environnements océaniques , les habitats benthiques peuvent également être zonés par profondeur. Du plus peu profond au plus profond, on trouve : l' épipélagique (moins de 200 mètres), le mésopélagique (200 à 1 000 mètres), le bathyal (1 000 à 4 000 mètres), l' abyssal (4 000 à 6 000 mètres) et le plus profond, le hadal (moins de 6 000 mètres).

Les zones inférieures se situent dans des zones profondes et sous pression de l'océan. Les impacts humains se sont produits à toutes les profondeurs océaniques, mais sont plus importants dans les habitats peu profonds du plateau continental et du talus. De nombreux organismes benthiques ont conservé leurs caractéristiques évolutives historiques. Certains organismes sont nettement plus grands que leurs parents vivant dans des zones moins profondes, en grande partie en raison de la concentration plus élevée en oxygène dans les eaux profondes.

Il n’est pas facile de cartographier ou d’observer ces organismes et leurs habitats, et la plupart des observations modernes sont effectuées à l’aide de véhicules sous-marins télécommandés (ROV) et rarement de sous-marins .

Les macroinvertébrés benthiques ont de nombreuses fonctions écologiques importantes, telles que la régulation du flux de matières et d'énergie dans les écosystèmes fluviaux par le biais de leurs liens avec la chaîne alimentaire . En raison de cette corrélation entre le flux d'énergie et de nutriments, les macroinvertébrés benthiques ont la capacité d'influencer les ressources alimentaires des poissons et d'autres organismes des écosystèmes aquatiques . Par exemple, l'ajout d'une quantité modérée de nutriments à une rivière au cours de plusieurs années a entraîné une augmentation de la richesse, de l'abondance et de la biomasse des invertébrés . Ces derniers ont à leur tour entraîné une augmentation des ressources alimentaires pour les espèces indigènes de poissons avec une altération insignifiante de la structure de la communauté des macroinvertébrés et des voies trophiques . La présence de macroinvertébrés tels que les amphipodes affecte également la dominance de certains types d'algues dans les écosystèmes benthiques. matières organiques mortes , des études ont été menées sur la relation entre les débits d'eau des ruisseaux et des rivières et les effets qui en résultent sur la zone benthique. Les événements de faible débit montrent une restriction du transport des nutriments des substrats benthiques vers les réseaux trophiques et ont provoqué une diminution de la biomasse des macroinvertébrés benthiques, ce qui conduit à la disparition des sources de nourriture dans le substrat.

Le système benthique régulant l'énergie dans les écosystèmes aquatiques, des études ont été menées sur les mécanismes de la zone benthique afin de mieux comprendre l'écosystème. Les diatomées benthiques ont été utilisées par la Directive-cadre sur l'eau (DCE) de l'Union européenne pour établir des ratios de qualité écologique qui déterminent l'état écologique des lacs au Royaume-Uni. Des recherches sont en cours sur les assemblages benthiques pour voir s'ils peuvent être utilisés comme indicateurs d'écosystèmes aquatiques sains. Les assemblages benthiques des régions côtières urbanisées ne sont pas fonctionnellement équivalents aux assemblages benthiques des régions intactes.

Les écologues tentent de comprendre la relation entre l’hétérogénéité et le maintien de la biodiversité dans les écosystèmes aquatiques. Les algues benthiques ont été utilisées comme un sujet intrinsèquement intéressant pour étudier les changements à court terme et les réponses des communautés aux conditions hétérogènes dans les cours d’eau. La compréhension des mécanismes potentiels impliquant le périphyton benthique et les effets sur l’hétérogénéité au sein d’un cours d’eau peut permettre de mieux comprendre la structure et la fonction des écosystèmes fluviaux. Les populations de périphyton souffrent d’une forte variabilité spatiale naturelle tandis que leur accessibilité difficile limite simultanément le nombre pratique d’échantillons qui peuvent être prélevés. Le ciblage des emplacements de périphyton connus pour fournir des échantillons fiables – en particulier les surfaces dures – est recommandé dans le programme de surveillance benthique de l’Union européenne (par Kelly 1998 pour le Royaume-Uni puis dans l’UE et pour l’UE dans son ensemble par CEN 2003 et CEN 2004) et dans certains programmes des États-Unis (par Moulton et al 2002). La production primaire brute benthique (PPB) peut être importante pour le maintien des points chauds de biodiversité dans les zones littorales des grands écosystèmes lacustres . Cependant, les contributions relatives des habitats benthiques au sein d'écosystèmes spécifiques sont peu étudiées et des recherches supplémentaires sont prévues.