L'expédition Tara Pacific va parcourir 100.000 km et récoltera 40.000 échantillons lors d'une étude à l'échelle de l'océan Pacifique. Le but est de comprendre la biodiversité des récifs mais aussi les résistances et les faiblesses du corail, de plus en plus touché par le « blanchissement », quand le polype expulse son algue symbiotique. © Terry Hughes, ARC Centre of Excellence for Coral Reef Studies

Planète

Tara Pacific : 15.000 échantillons prélevés dans les récifs coralliens

ActualitéClassé sous :expédition scientifique , océan Pacifique , Pollution

La goélette Tara poursuit son expédition dans l'océan Pacifique. Elle est à mi-parcours. Cette mission initiée par la Fondation Tara Expéditions permettra de mieux connaître la biodiversité des récifs coralliens affectés par les changements climatiques.

  • L'expédition Tara Pacific a déjà parcouru environ 50.000 km.
  • Les échantillons prélevés visent à comprendre les conséquences des changements environnementaux sur les écosystèmes coralliens.
  • Les scientifiques de l'expédition ont constaté un blanchissement du corail.

Coral Guardian : l'univers étonnant du corail fluorescent  Dans ce film produit par Coral Guardian, une association protectrice des milieux marins, nous plongeons parmi de merveilleux coraux fluorescents. Un voyage étonnant que nous vous invitons à vivre en vidéo. 

Partie en mai 2016 de Lorient, la goélette Tara a parcouru la moitié des 100.000 km que compte l'expédition Tara Pacific (2016-2018). Parcourant l'océan Pacifique d'est en ouest durant la première année de cette campagne, Tara a permis de rejoindre les récifs coralliens les plus isolés du Pacifique sud et de prélever près de 15.000 échantillons sur les 35.000 destinés à mieux comprendre la biodiversité corallienne face aux changements environnementaux. Tara Pacific est soutenue par le CNRS, le CEA, le CSM, l'université Paris Sciences & Lettres et de nombreux autres partenaires publics et privés.

C'est arrivé à l'île Ducie, à l'ouest de l'île de Pâques, en novembre 2016, puis à Moorea (Polynésie française) le mois suivant, que l'équipage de Tara a observé les premiers récifs fortement impactés par le réchauffement climatique. Alors que la mission se concentre essentiellement sur les réponses biologiques du corail aux bouleversements environnementaux, l'équipage a pu établir plusieurs observations :

  • en Polynésie, le blanchissement a atteint 30 à 50 % dans certaines îles des Tuamotu ;
  • sur certains sites, c'est près de 70 % de la couverture corallienne qui était affectée par le blanchissement au passage de la goélette, comme aux îles Pitcairn ;
  • aux îles Samoa, le blanchissement avait atteint 90 % et avait donné lieu à la mort des colonies coralliennes ;
  • en Micronésie, aux îles Tuvalu et Kiribati, une partie des récifs étaient déjà morts à l'arrivée de Tara ;
  • les récifs de Wallis et Futuna ont quant à eux été relativement préservés ;
  • au nord du Pacifique, dans des eaux pourtant plus tempérées, les récifs n'ont pas non plus échappé au blanchissement : il atteint 70 % à Okinawa, au Japon.

Pourquoi une telle dégradation des coraux ?

Dans les zones très peu peuplées et très peu polluées comme la Polynésie, seule la hausse de température a pu induire une telle dégradation des coraux. « Plus l'augmentation de la température dépasse les normales attendues, plus les durées d'exposition à ces fortes températures de l'eau sont longues et plus le blanchissement est fort », indique Serge Planes, chercheur au CNRS et directeur scientifique de la mission.

Limiter le réchauffement à deux degrés, comme acté dans l'Accord de Paris, est bien loin d'être suffisant pour les écosystèmes marins.

La combinaison de ces deux facteurs entraîne en effet la rupture de la symbiose entre l'algue et l'animal, donc la mort du polype si le réchauffement perdure au-delà de trois semaines.

Selon Serge Planes, « on ne peut plus aujourd'hui parler d'épisodes ponctuels ou cycliques de hausse de températures, comme le phénomène climatique El Niño. Aujourd'hui, nous sommes en présence d'un réchauffement global de l'océan auquel s'ajoutent des périodes estivales très chaudes, de moins en moins espacées d'année en année ».

Pour Romain Troublé, directeur général de la Fondation Tara Expéditions, c'est la preuve que « limiter le réchauffement à deux degrés, comme acté dans l'Accord de Paris, est bien loin d'être suffisant pour les écosystèmes marins ».

15.000 échantillons pour étudier les changements des récifs coralliens

« Ce que nous serons en mesure de dire avec les données originales de Tara Pacific, c'est quels sont les facteurs qui favorisent ou non la résistance des espèces coralliennes », explique Denis Allemand, directeur du Centre scientifique de Monaco et codirecteur scientifique de l'expédition. Les espèces aujourd'hui abondantes sont celles pour lesquelles les conditions sont idéales. Dans l'avenir, l'environnement deviendra favorable au développement d'autres espèces. Dans ce contexte de bouleversements, les capacités d'adaptation se développent. Cela laisse envisager des changements profonds des récifs coralliens dans les prochaines décennies.

Lors de cette première année d'expédition, l'équipe de Tara Pacific a pu prélever près de 15.000 échantillons sur 17 sites en vue de définir la diversité microbienne associée au corail. L'équipe scientifique a pu également tester à bord de Tara une toute nouvelle technique de séquençage in situ de l'ADN pour permettre l'identification moléculaire des espèces immédiatement sur les sites de prélèvements. « Grâce au "MinIon", séquenceur de la taille d'une grosse clé USB, un séquençage à haut débit de l'ADN est réalisé à bord, ce qui est très utile pour identifier les espèces de manière quasi instantanée en cas de doute. L'analyse des données permet une classification des espèces collectées par comparaison à celles déjà connues », explique Quentin Carradec, du Genoscope (CEA).

À terre, les équipes du Genoscope ont commencé à séquencer les génomes pour caractériser la diversité du microbiome, c'est-à-dire l'ensemble des micro-organismes associés au corail, aux poissons de récifs ou à l'eau environnante. Les premiers tests de séquençage révèlent des échantillons de très bonne qualité, confirmant que le mode de conservation et de transport des prélèvements à bord de Tara est satisfaisant.

L’équipe au départ de Lorient. © Maéva Bardy, Fondation Tara Expéditions

Mieux comprendre les réponses aux changements environnementaux

Cette bibliothèque d'échantillons permettra d'établir une base de données inédite à destination des laboratoires internationaux réunis par la Fondation Tara Expéditions. Ils pourront, à terme, comparer les récifs et distinguer leurs capacités de résistance aux bouleversements, et vérifier l'hypothèse selon laquelle un écosystème corallien riche, présentant une forte biodiversité, est plus résilient. Par ailleurs, une éventuelle corrélation pourrait être établie entre la diversité microbienne associée aux coraux et la diversité des espèces coralliennes elles-mêmes.

La diversité génétique étudiée doit permettre de découvrir les génomes de tout un ensemble d'organismes cohabitant avec et autour du corail ainsi que leurs réponses aux stress liés notamment au réchauffement climatique.

La goélette est aujourd'hui sur la Grande Barrière de corail et se rendra dans les jours et mois à venir en Nouvelle-Calédonie, aux îles Salomon, en Papouasie-Nouvelle-Guinée, en Indonésie, aux Philippines, à Palau, en Chine, au Japon, à Hawaï, où les chercheurs poursuivront le même protocole. Tara sillonnera alors des zones de biodiversité très riches, dont des zones très peu, voire pas, étudiées, notamment en Chine. Tara Pacific s'achèvera alors avec un retour du bateau en octobre 2018 à Lorient.

Pour en savoir plus

Tara Pacific : la plus vaste étude des récifs coralliens débute demain

Article d'Andrea Haug paru le 27 mai 2016

Actuellement, 20 % des coraux sont menacés de disparition d'ici à moins de 40 ans et leur biologie conserve encore des mystères. Demain, la goélette Tara quittera Lorient pour l'océan Pacifique et mènera durant deux ans et demi la plus grande campagne scientifique de ce genre. L'aventure a aussi un intérêt médical car les océanographes du bord s'intéresseront à une capacité étonnante des polypes du corail : leur longévité. L'approche est originale. Voici pourquoi.

Jamais une telle investigation scientifique sur le corail n'aura été menée dans l'océan Pacifique. L'animal, fixé, est certes facile à étudier mais l'ausculter sur 100.000 km demande d'importants moyens humains, techniques et financiers. Tara Expéditions, qui organise des missions scientifiques à but non lucratif depuis 2003, a trouvé la bonne équation. Entre 2009 et 2012, la goélette Tara avait passé plus de deux ans dans plusieurs océans et les biologistes du bord avait mené une vaste étude du plancton qui avait ramené « des trésors », comme nous l'avait expliqué Christian Sardet, grand spécialiste du domaine. Auparavant, l'expédition Tara Artic avait parcouru l'océan Arctique, où elle est retournée en 2013 (Tara a été imaginée par Jean-Louis Étienne, qui l'avait baptisée Antarctica). En Méditerranée, le navire était parti à la chasse des polluants en matière plastique.

Ce samedi 28 mai, depuis Lorient (comme toujours), l'équipe lance Tara Pacific 2016-2018. Objectif : étudier de manière originale et approfondie les récifs coralliens, en se concentrant sur trois espèces et sur un poisson, afin de mieux comprendre leur évolution face aux variations climatiques et aux pressions anthropiques. La méthode est « transversale », consistant à analyser ces espèces à l'échelle de l'océan Pacifique entier, « où se concentrent plus de 40 % des récifs coralliens de la planète », explique l'équipe, ce qui n'a jamais été fait...

S'ils ne couvrent qu'une infime partie de la superficie des océans (moins de 0,16 %), les récifs coralliens réunissent près de 30 % de la biodiversité marine. « Leur santé est donc cruciale pour la diversité des espèces qu'ils abritent mais aussi pour l'humanité, expliquent les organisateurs. Étudier un tel écosystème à l'échelle de l'océan Pacifique devient une priorité alors qu'une grande partie des récifs coralliens - véritables indicateurs de la santé des océans - tend à disparaître ces dernières années... »

En cause, le réchauffement des températures des eaux de surface qui provoque un stress chez le corail et conduit à son blanchissement. « L'ampleur du phénomène et ses conséquences concrètes sur les récifs de la planète restent encore incertaines », rappelle l'équipe. Sont également concernés des facteurs humains comme la pollution, l'acidification des océans, les méthodes de pêche destructives, les dégradations dues au tourisme de masse, les rejets de sédiments, etc.

La précédente mission de Tara Expéditions visait l’étude du plastique en mer Méditerranée. On voit ici de minuscules fragments parmi du zooplancton. © Christian Sardet, Tara Expéditions

La fragilité du corail reste incomprise

Pour Romain Troublé, secrétaire général de Tara Expéditions, cette vaste recherche viendra compléter des travaux bien développés sur des sites spécifiques, comme en Australie. « La première attente est d'ordre fondamental, déclare Serge Planes, spécialiste du corail du Pacifique depuis 25 ans (laboratoire Criobe-CNRS) et directeur scientifique de Tara Pacific. Quelles sont les causes de la fragilité des coraux ? »

Pour tenter de répondre à cette question, trois espèces largement distribuées seront étudiées : Porites lobataPocillopora mandrina et Millepora platyphylla. Il a fallu monter des protocoles, choisir une quarantaine de sites corallifères dans différentes zones biogéographiques« sur la base de nos connaissances », indique Serge Planes, et monter des équipes d'une quinzaine de personnes (scientifiques et marins) remplacées tous les trimestres. « Toutes les compétences nécessaires sont réunies (virologie, bactériologie, systématique, génomique, etc.), du postdoctorant au scientifique senior », ajoute-t-il.

Sur les îles, le revêtement des sols rend ces derniers imperméables, ce qui accentue le lessivage des sédiments. Ils s'accumulent en mer et étouffent les coraux (ici Millepora platyphylla). Revoir les politiques d'aménagement est l'une des pistes pour améliorer la conservation des coraux. © Pannini, Wikimedia Commons, CC by-sa 3.0

Quel bruit fait le corail ?

Deux transects sont au programme pour passer à la loupe îles, îlots et archipels : l'un d'est en ouest sur 2016-2017 et un second, du sud vers le nord (2017-2018). Ces trajets permettront notamment d'observer les récifs des zones chaudes et à salinité forte et ceux de zones plus froides et moins salées. « Comment évoluent-ils par rapport à leur environnement physico-chimique ?, se demande Romain Troublé. On sait que dans certaines zones, des coraux subissent un irréversible phénomène de blanchissement. D'autres, ailleurs, sont capables de le surmonter ». Les tracés marins croiseront en outre des endroits à forte et faible activité humaine. Il n'est pas impossible que des coraux très isolés en souffrent indirectement, à distance, envisagent les scientifiques.

Quelles sont les causes de leur résilience ou de leur non-résilience ? « Les coraux sont-ils notamment capables d'émettre des composés chimiques leur conférant une résilience à l'échelle du Pacifique ? Il semblerait que Millepora platyphylla, le corail de feu, serait plus résistant, mais cela reste à vérifier », souligne Serge Planes.

En tout, une dizaine de paramètres dont « le bruit que font les coraux » seront relevés. « Nous allons forcément découvrir de nouvelles choses car nous regardons le problème différemment », annonce Romain Troublé.

Après le départ de Lorient, la goélette Tara prendra la direction des États-Unis, puis du Panama et visitera l'Asie du Sud-Est (Japon, Taïwan, Chine, Corée du Sud) et le Pacifique Sud (Nouvelle Zélande). « On va essayer d'éviter les typhons », ironise Romain Troublé. Le bateau devrait être en Polynésie du 4 octobre au 6 novembre puis à Wallis et Futuna en décembre, avant de gagner la Nouvelle-Calédonie. L'équipe sera aux îles Fidji lors de la Conférence mondiale triennale sur les océans et les mers de 2017 organisée par les Nations unies. Tous les trois mois, les échantillons seront rapportés à la vingtaine de laboratoires partenaires (Arabie Saoudite, Australie, États-Unis, Europe, Japon, Nouvelle Zélande). Les premiers articles scientifiques devraient sortir courant 2018.