L'utilisation de nouvelles techniques de prélèvement et d'observation a permis l'étude d'organismes de plus en plus petits. La découverte d'un petit nombre d'espèces nouvelles a provoqué une augmentation considérable dans l'estimation de la densité de la population du phytoplancton. Les exemples qui suivent concernent l'océan Pacifique intertropical et les chiffres indiqués sont issus des publications scientifiques des chercheurs océanographes du Centre ORSTOM de Nouméa.
_ Dans les années 60 on prélevait encore souvent le phytoplancton au filet à plancton, l'observation se faisait au microscope. Seules les plus grosses espèces de Diatomées et de Dinoflagellés étaient étudiées. Le nombre des cellules comptées variaient de 2 à 20 par litre.
_ A partir des années 70, les prélèvements seront systématiquement effectués à la bouteille hydrographique. Après fixation les cellules du phytoplancton étaient concentrées dans des colonnes de sédimentation dont le fond était constitué par une cuve d'observation. Après 24 à 48h on enlevait la colonne. La cuve à sédimentation était placée sur une platine de microscope inversé*. Les observations étaient effectuées directement à travers la lamelle de verre qui constituait le fond de la cuve. Les organismes observés s'étendaient à l'ensemble des flagellés et les densités étaient de l'ordre de 200 cellules par litre.
_ Dans les années 80 la sédimentation a été abandonnée et les cellules étaient directement concentrées sur des filtres en polycarbonate noir de petite porosité (8/10000 mm). Après avoir été placées entre lame et lamelle dans un liquide de montage spécial, les cellules étaient observées en chambre noire par microscopie à épifluorescence**. Pour la première fois on distinguait et énumérait facilement les cyanobactéries oranges du genre Synechococcus. Le nombre de cellules par litre atteignait alors de 2 000 000 à 20 000 000.
_ L'utilisation d'un nouvel appareil le cytomètre de flux***, permet de nos jours, le comptage de cellules dont la découverte remonte à 1988, les Prochlorophytes du genre Prochlorococcus. Les densités observées des cellules du phytoplancton sont désormais de l'ordre de 200 000 000 à 400 000 000 cellules par litre.
Ainsi, en une trentaine d'années, l'océan intertropical au large de la Nouvelle Calédonie est passé dans l'esprit des Océanographes d'un milieu peu peuplé à un milieu très peuplé, d'où le titre du poster " De la solitude à la foule ". Il convient de remarquer que cette fantastique augmentation du nombre des cellules par litre est due essentiellement aux seules cyanobactéries, Synechococcus et Prochlorococcus.
Nous ne savons pas si de nouvelles découvertes de l'importance de celle des cyanobactéries (Synechococcus et Prochlorococus) auront lieu. Mais malgré la performance des outils d'analyse et d'observation dont nous disposons (chromatographe liquide à haute pression pour l'analyse des pigments, microscope électronique à balayage ou à transmission pour la visualisation des cellules, et cytomètre de flux pour la reconnaissance et la quantification des types cellulaires), nous ne découvrons pas la présence d'organismes ou d'assemblages pigmentaires inconnus, tels ceux qui avaient été décrits avant la découverte des Prochlorococcus.
De nouvelles techniques nous réserveront peut-être encore des surprises, mais la taille infime des nouvelles espèces décrites telles la cyanobactérie (Prochlorococus marinus) ou la microalgue (Ostreococcus tauri), ne permet pas d'envisager l'existence d'autres espèces encore plus petites. Certes, les virus sont des organismes encore plus petits que les bactéries, mais ils n'ont pas une structure cellulaire et ils ne répondent pas aux critères qui permettraient de les classer en espèces.
Nous terminerons en attirant votre attention sur le contraste entre flore marine et flore terrestre. En milieu marin, les cellules ont de vastes répartitions. Les espèces d'eaux chaudes se retrouvent par exemple dans l'ensemble des zones intertropicales du monde. Les densités des cellules du phytoplancton marin sont considérables. En milieu terrestre au contraire les aires de répartition sont restreintes et les nombres d'individus petits. Un bon exemple de cette constatation est fourni par la flore endémique de la Nouvelle-Calédonie : on a recensé environ 3500 espèces de plantes terrestres dont 80% sont endémiques, ce qui signifie qu'elles ont une répartition de quelques km2. Les espèces du phytoplancton recensées dans l'océan mondial ne sont guère plus nombreuses (4000) mais elles occupent des superficies qui se chiffrent par millions de km2.
* Le microscope inversé est un microscope dont les objectifs se trouvent sous la platine, les cellules observées ont sédimenté et sont observées dans de l'eau de mer fixée.
** Le microscope à épifluorescence est un microscope qui utilise les qualités fluorescentes de certains composés tels les pigments photosynthétiques du phytoplancton. Dans un premier temps la fluorescence des pigments est excitée par la lumière produite par une lampe à mercure. La couleur d'excitation désirée est sélectionnée grâce à des filtres optiques (bleue pour la chlorophylle). Après excitation la chlorophylle émet une fluorescence rouge qui permet la visualisation et le comptage des cellules. Le phytoplancton est observé sur un filtre noir après adjonction d'un milieu de montage spécial.
*** Le cytomètre de flux utilise aussi les propriétés fluorescentes des pigments du phytoplancton. Très souvent la source d'excitation est un rayon laser. Le banc laser est entouré par un environnement électronique et informatique qui permet l'étude rapide des cellules du phytoplancton y compris des cellules invisibles en microscopie à épifluorescence. Les cellules sont observées directement dans l'eau de mer, vivantes.