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Tara met le cap sur le corail

Dossier
Paru le 07.06.2017
L'océan, un monde à découvrir

Tara met le cap sur le corail

26.05.2016, par
Corail Pocillopora meandrina
La goélette Tara débute sa nouvelle expédition. Direction l’océan Pacifique où les scientifiques vont étudier pendant deux ans les récifs coralliens, des écosystèmes précieux mais menacés par le changement climatique.

Tara pourrait bien être la fière descendante du HMS Beagle. Depuis son rachat il y a treize ans par la fondatrice de la maison de haute couture française agnès b., cette goélette de 36 mètres de long, conçue à l’origine pour se laisser prendre dans les glaces arctiques, s’est transformée en un navire de recherche qui a déjà sillonné les mers du monde entier. Tara a achevé dix missions, parcouru 320 000 kilomètres et révélé, à chaque expédition, une nouvelle facette des océans qui constituent 70 % de la surface du globe. Alors que la grande expédition Tara Oceans (2009-2013) a permis d’établir l’inventaire du plancton le plus complet à ce jour et que ses premiers résultats commencent tout juste à paraître1, la goélette est déjà prête à voguer vers de nouvelles aventures. Le 28 mai, le navire quittera Lorient pour un voyage de 100 000 kilomètres à travers le Pacifique afin d’étudier un habitant de nos océans aujourd’hui particulièrement menacé : le corail.

Un réservoir de biodiversité

« Tout le monde sait à quoi ressemble le corail, contrairement au plancton », s’enthousiasme Serge Planes, chercheur au Criobe2 et directeur scientifique de Tara Pacific, avec son codirecteur Denis Allemand3, directeur scientifique du Centre scientifique de Monaco. Il est vrai que les couleurs éclatantes des récifs coralliens ont fait beaucoup pour leur réputation. Et pourtant, ces couleurs vives n’émanent pas du corail lui-même, mais de micro-algues, des organismes unicellulaires appelés zooxanthelles qui vivent en symbiose avec l’animal. « Les polypes du corail sont par définition transparents et se composent essentiellement d’un estomac muni d’une bouche. L’ensemble adhère à leur squelette. Ils se nourrissent de particules alimentaires et du zooplancton disponible à proximité, ce qui leur permet de produire le carbonate de calcium nécessaire à leur croissance et de former les récifs de corail que nous connaissons », détaille Serge Planes.
 

500 millions
de personnes
dépendent de
ces récifs pour
leur subsistance,
soit 8 % de
la population
mondiale.

S’ils ne couvrent que 0,2 % du plancher océanique, les coraux abritent près de 30 % de la biodiversité marine. Près d’un quart de l’ensemble des espèces marines vivrait dans ces récifs qui, en tant que barrières naturelles, protègent aussi les littoraux des vagues et de l’érosion. On identifie plusieurs épicentres de la diversité corallienne, à l’image du « triangle du corail », une zone qui baigne l’Indonésie, la Malaisie et les Philippines et qui accueille près de la moitié de toutes les espèces de coraux. En termes de biens et de services intégrés à l’économie mondiale, les activités liées aux récifs coralliens – qu’elles touchent à la pêche, au tourisme ou la protection du littoral – représentent environ 26,7 milliards d’euros par an4.

« 500 millions de personnes dépendent de ces récifs pour leur subsistance, soit 8 % de la population mondiale », ajoute Serge Planes. Dans la région du Pacifique, 70 % des protéines consommées proviennent, d’une manière ou d’une autre, de ces récifs. Sans compter que les organismes marins présents dans ces récifs – dont certains sont encore inconnus – pourraient receler des propriétés clés pour l’élaboration de produits pharmaceutiques. Et pourtant, en discutant avec Serge Planes, on comprend rapidement que l’avenir des coraux s’annonce plutôt sombre.

Menacé de toutes parts

En plus des menaces locales qui pèsent sur les coraux, comme l’urbanisation du littoral, les espèces invasives ou la surpêche (sans parler de la pêche à l’explosif dans la région indo-pacifique), il faut également prendre en considération la pollution, le réchauffement climatique et l’acidification des océans, dont les dangers à long terme sur les coraux sont encore mal connus. À mesure que l’océan absorbe une partie de l’excès de CO2 rejeté dans l’atmosphère, le pH des eaux de surface diminue, ce que l’on appelle acidification des océans, ce qui perturbe le processus de calcification du squelette des coraux. La menace la plus importante reste cependant celle du blanchissement. Les coraux s’épanouissent dans des eaux aux températures douces, entre 25 et 28 °C. Lorsque le réchauffement excède de 0,5 à 1 °C les maximums estivaux historiques sur de longues périodes (de quelques semaines à quelques mois), « le corail subit un stress et expulse les micro-algues, ce qui le tue à long terme », explique Serge Planes.

Environ 60 épisodes de blanchissement ont été répertoriés à ce jour, dont deux qui ont eu des conséquences mondiales désastreuses : en 1997-98 et en 2010, le phénomène El Niño, un courant chaud équatorial, a fait grimper les températures de l’océan Pacifique. « En 1998, 18 % des coraux sont morts en six mois. À titre de comparaison, la forêt amazonienne a aussi perdu 18 % de sa surface, mais sur une période de quarante ans, indique le scientifique. Étant donné qu’un nouvel épisode El Niño est en cours, nous sommes inquiets des conséquences que cela va avoir sur les coraux en termes de blanchissement et de mortalité. » On estime désormais que près de 20 % des récifs coralliens ont déjà été détruits. Et 15 % pourraient subir le même sort dans les dix prochaines années, tandis que 20 % sont d’ores et déjà menacés de disparition dans les quarante ans.

Mortalité partielle d'une colonie de corail "Pocillopora meandrina", dans l'archipel des Tuamotu, en Polynésie française.
Mortalité partielle d'une colonie de corail "Pocillopora meandrina", dans l'archipel des Tuamotu, en Polynésie française.

Afin de dresser un tableau fiable de l’état de santé général des récifs coralliens et de leur biodiversité, et de mesurer leur capacité de résilience face aux menaces locales et globales, 70 scientifiques vont se relayer tous les 15 à 45 jours à bord de la goélette, qui a subi une refonte importante pour l’occasion. Une refonte qui ne s’est pas limitée aux équipements de laboratoire ou à la création de modules de préparation à la plongée sous-marine. Tara a été équipée de moteurs nouvelle génération et de systèmes de refroidissement spécialement adaptés. Des aménagements « indispensables pour les instruments scientifiques et les 12 personnes à bord », signale Romain Troublé, qui dirige Tara Expéditions depuis 2003 et qui est désormais directeur général de la fondation Tara Expéditions, créée en mars 20165. « Il faut garder à l’esprit que la goélette a été construite à l’origine pour se laisser emprisonner par les glaces arctiques, pas pour naviguer dans les Caraïbes. Il fera chaud à bord ! », poursuit ce biologiste de formation qui, par amour des hautes mers, s’est mué en promoteur acharné de Tara sur la terre ferme. « Nous analyserons 10 sites en nous basant sur les facteurs environnementaux locaux, mais 40 atolls seront étudiés avec les mêmes paramètres afin d’établir des comparaisons précises », complète Romain Troublé. L’expédition sera organisée en deux voyages de huit mois.

40 000 échantillons sous la mer

« Les deux transects – c’est-à-dire le cheminement qu’utilisera Tara pour étudier les récifs coralliens – que nous avons choisis pour l’exploration l’ont été sur la base de leur gradient de biodiversité, explique Denis Allemand, codirecteur scientifique de Tara Pacific. Le corail est un écosystème très complexe et fragile. Notre ancêtre commun remonte à 600 millions d’années. Cet ancêtre a engendré deux branches évolutives, l’une qui a donné l’ensemble des Cnidaires (méduses, anémones de mer et coraux), l’autre, l’ensemble tous les autres animaux. Le génome du corail est aussi complexe que celui des vertébrés. » Tara Pacific réalisera la première étude multidisciplinaire tenant compte à la fois de la biodiversité du microbiote corallien et de la biodiversité environnante ainsi que de leur évolution au cours du temps. Ce sont ainsi quelque 40 000 échantillons qui seront collectés et analysés grâce à diverses méthodes telles que l’analyse microbiologique ou l’analyse métagénomique pour faire toute la lumière sur les propriétés chimiques et génétiques des populations étudiées. L’étude regroupera des données sur l’eau, les micro-organismes (bactéries et virus), les poissons, mais aussi sur trois espèces récifales (Porites lobata, Pocillopora meandrina et Millepora platyphylla) qui poussent entre 0 et 50 mètres de profondeur et qui seront présentes sur les sites explorés par Tara.

Le corail est très
sensible aux
températures
puisque les effets
de celles-ci
peuvent être
visibles au bout
de seulement
quelques heures.

« L’analyse génomique nous a récemment permis de découvrir de nouveaux micro-organismes : bactéries, champignons, protistes, virus… Nous sommes donc susceptibles d’en trouver beaucoup d’autres dans ces récifs », se réjouit Denis Allemand. Pour la première fois dans une étude à grande échelle d’un écosystème, la taille des extrémités de l’ADN chromosomique, ou télomères, sera analysée comme biomarqueur du stress environnemental. En effet, cette partie de l’ADN chromosomique, qui protège des dommages et de l’instabilité génétique, agit comme sentinelle en réponse au stress environnemental en accélérant le rythme de son raccourcissement au cours de la vie de l’organisme. Le carottage du corail devrait aussi permettre de révéler la manière dont celui-ci a évolué durant les dernières cinquante années et de déterminer l’évolution du pH et la température de la masse d’eau environnante ainsi que de nombreux autres paramètres.

« Le corail est un véritable thermomètre pour notre planète, souligne le chercheur. Il est très sensible aux températures puisque les effets de celles-ci peuvent être visibles au bout de seulement quelques heures. Nous devrions également être en mesure de déterminer le taux de calcification du corail au cours des cinquante dernières années. Cela a déjà été fait pour la Grande Barrière de corail. Les chercheurs ont montré que la croissance des coraux avait significativement diminué ces vingt dernières années. Mais ce type d’étude n’avait encore jamais été mené sur une zone géographique aussi étendue. »

Tara dans le Pacifique, mission 2016-2018
Tara dans le Pacifique, mission 2016-2018

Tara a programmé 70 escales dans 30 pays, dont certaines dans des zones très éloignées des côtes et de ce fait moins étudiées. « Nous serons capables d’établir si ce phénomène est dû au changement climatique ou à un stress environnemental local, poursuit Denis Allemand. Le plus vieux corail connu a 4 000 ans. En 1998, des colonies de coraux vieilles de 500 ans ont disparu, ce qui laisse supposer qu’elles n’avaient jamais subi un tel stress jusqu’alors. Pourtant, certains coraux peuvent se régénérer naturellement à la suite d’épisodes de blanchissement, si ceux-ci sont de courte durée. Nous voulons aussi comprendre les effets que ces courts phénomènes peuvent avoir sur la longévité de quelques espèces. »

Les chercheurs savent que le corail peut se régénérer en se multipliant de façon clonale ou en trouvant de nouvelles zooxanthelles plus adaptées aux nouvelles conditions environnementales. Un important épisode de blanchissement a frappé Hawaï en 2014-2015, et pourtant, au sein de la baie de Kaneohe, 70 % du corail s’est régénéré, preuve de son étonnante faculté de résilience. Les chercheurs ont aussi constaté que certaines espèces d’algues symbiotiques, comme la Symbiodinium thermophilum, découverte récemment dans le golfe Persique, pouvaient supporter des températures de 35 °C. Le corail du Pacifique aura-t-il le temps de s’adapter ? Voilà quelques-unes des nombreuses interrogations qui agitent les scientifiques de Tara tandis qu’ils s’apprêtent à mettre les voiles pour une nouvelle grande expédition océanique.

 

En ligne : Pendant toute l'expédition, l'équipage de Tara Pacific nous fait partager cette aventure scientifique sur ce blog de CNRS le journal.

Notes
  • 1. Cinq articles scientifiques ont fait l’objet d’un Special Issue du journal Science le 22 mai 2015. Des résultats plus récents sont accessibles ici : www.taraexpeditions.org
  • 2. Centre de recherche insulaire et observatoire de l’environnement (CNRS/EPHE/UPVD).
  • 3. Partenaires principaux : agnès b., CNRS, Fondation Prince Albert II de Monaco, Serge Ferrari, Fondation Veolia, BillerudKorsnäs, Lorient Agglomération, Région Bretagne, Paris Sciences et Lettres, Centre scientifique de Monaco, CEA, EMBL, Fonds français pour l’environnement, Unesco-Commission océanographique intergouvernementale.
  • 4. www.wwf.or.jp/activities/lib/pdf_marine/coral-reef/cesardegradationrepor...
  • 5. La goélette Tara a été léguée à la fondation Tara Expéditions, elle-même créée en mars 2016 et présidée par son fondateur, Étienne Bourgois, directeur général d’agnès b.

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