L’augmentation des émissions de gaz à effet de serre et donc du CO₂ atmosphérique entraîne une dissolution accrue de ce gaz dans l’océan sous forme d’ions bicarbonate et hydrogène. Les ions hydrogène libres acidifient l’eau. L’acide ainsi produit dissout le calcaire des coquilles des organismes marins.

De plus, il diminue la concentration d’ions carbonate, donc la saturation de l’eau de mer en deux types de calcaire, la calcite^[1]Calcite : « La calcite est un minéral chimique ou biochimique (biominéralisation) composé de carbonate naturel de calcium de formule CaCO₃, avec des traces de Mn, Fe, Zn, Co, Ba, Sr, Pb, Mg, Cu, Al, Ni, V, Cr, Mo. L’abondance des cations autres que le calcium explique la richesse des variétés décrites pour ce minéral. » (Source Wikipédia). et l’aragonite^[2]Aragonite :  » L’aragonite est une espèce minérale de la famille des carbonates de formule CaCO₃ avec des traces de Sr, Pb, Zn. Les cristaux peuvent atteindre 30 cm. »
(Source Wikipédia).
, et de ce fait, ralentit la formation de la coquille par l’animal. Cet effet est amplifié sous les hautes latitudes car, comme tous les gaz, le dioxyde de carbone se dissout plus facilement dans l’eau froide.

Des chercheurs allemands ont réalisé une étude expérimentale sur des petits mollusques planctoniques ptéropodes de l’Arctique, Limacina helicina, qui sont particulièrement vulnérables à l’acidification des océans. Leur coquille est en effet constituée d’aragonite, plus facilement soluble que la calcite produite par d’autres organismes à coquille.

Les êtres vivants sont plus vulnérables aux conditions environnementales difficiles durant les stades les plus précoces de développement. C’est pourquoi les chercheurs ont étudié les effets d’une élévation du CO₂ et de la température sur les stades juvéniles de l’espèce.

Limacina Helicina
Crédit photo : Russ Hopcroft, University of Alaska, Fairbanks, U.S. NOAA
Source : Wikimedia Commons – Domaine public

Limacina helicina, espèce de zooplancton la plus abondante des eaux du Svalbard, a un cycle de vie qui dure une année. Il devient adulte au début de l’été et se reproduit en juillet/août. Les oeufs donnent des larves véligères ^[3]Véligère : stade larvaire spécifique des mollusques, caractérisé par le grand développement de lobes ciliés locomoteurs évoquant des voiles. (D’après le Glossaire de biologie animale de Roger Husson). qui se transforment en juvéniles. Ceux-ci hivernent jusqu’au printemps suivant, au cours duquel ils terminent leur développement jusqu’au stade adulte.

Plusieurs études ont confirmé que les stades précoces et les adultes en période de reproduction sont les plus sensibles à l’acidification. Cette vulnérabilité est augmentée chez les stades hivernants du fait des basses températures.

En attaquant plus spécifiquement les stades précoces et reproducteurs, l’acidification peut accroître la mortalité des juvéniles et avoir un impact direct sur la taille des populations. Cela peut amener à des changements dans la répartition et l’abondance des espèces de zooplancton qui pourraient se répercuter sur de multiples niveaux trophiques.

L’augmentation de la température n’a pas d’effet sur la calcification et la croissance de la coquille, mais joue un rôle déterminant pour la survie de cette espèce. Si une température plus élevée atténue les effets de l’acidification en diminuant le CO₂ dissous, une augmentation de 5~°C (de 3 à 8~°C) provoque tout de même une mortalité importante, cette espèce polaire ne supportant pas des variations de grande amplitude. Un réchauffement plus accentué pourrait réduire les populations hivernantes. L’acidification et le réchauffement, par leurs actions spécifiques et en synergie, pourraient donc compromettre la survie de cette espèce.

Dans l’océan Arctique, Limacina helicina est une espèce-clé des réseaux trophiques épipélagiques^[4]Epipélagique : qui vit dans les eaux libres marines constituant la couche la plus superficielle des océans. (D’après le Dictionnaire encyclopédique de l’Ecologie de F. Ramade)., à la fois comme consommatrice et comme proie de divers organismes marins dont des poissons d’intérêt commercial, des oiseaux et des baleines. Le déclin de sa population aurait un impact certain sur toute la chaîne alimentaire.