Tara Pacific : expédition au cœur du corail
L'expédition Tara Pacific (2016-2018) est une mission d’exploration des récifs coralliens de l’océan Pacifique, à des fins de préservation et sous la direction de Serge Planes, chercheur à PSL (CRIOBE, CNRS-EPHE-UPVD) et directeur de PSL-environnement. Serge Planes et Jeanine Almany nous présentent ici les objectifs de la mission : 70 scientifiques embarqués à tour de rôle sur la goélette Tara ont analysé les mécanismes d’adaptation des coraux au changement climatique.
Le corail
Les coraux sont composés à la fois d’un animal et d’une algue qui s’appelle la zooxanthelle. Les coraux et les zooxanthelles vivent en symbiose, c’est-à-dire une association qui profite aux deux partenaires.
Bien qu’ils ne couvrent que 0,2% des fonds océaniques, les récifs coralliens abritent environ 25% de la biodiversité marine et permettent de nourrir près d’un milliard de personnes. Ces écosystèmes protègent les côtes des tempêtes et de l’érosion. Ils offrent un habitat naturel ainsi que des zones de nurserie à différentes espèces de poissons.
Les coraux sont une source locale d’emplois et de revenus dans les secteurs de la pêche, des loisirs et du tourisme. Ils permettent également de développer de nouveaux médicaments et sont un véritable réservoir de biodiversité marine. Enfin, ils ont une grande importance culturelle dans de nombreuses régions du globe, en particulier dans le Pacifique.
Malheureusement, des études récentes estiment que 20% des récifs coralliens ont définitivement disparu et qu’environ 50% seraient menacés d’ici 2050.
Par conséquent, et en raison d’inquiétudes concernant leur blanchissement, leurs mécanismes de croissance et l’acidification des océans, ils ont souvent été au premier plan des recherches sur le changement climatique.
Il est essentiel de comprendre les schémas et les processus qui régissent la diversité des récifs coralliens dans l’ensemble du Pacifique, car ces éléments sont la clé d’une planification fiable et efficace des efforts de préservation de cet environnement.
L'expédition Tara Pacific
L’expédition Tara Pacific a réuni des experts internationaux en biologie, en écologie marine, en biologie cellulaire et moléculaire, en génomique et en bio-informatique. Grâce à un travail d’analyse de données, notre équipe de scientifiques a pu élaborer, pour la première fois, un inventaire exhaustif de la biodiversité corallienne.
Sous la direction scientifique de Serge Planes (CRIOBE, USR3278, Université PSL : EPHE - CNRS - UPVD), l’expédition Tara Pacific a débuté en mai 2016. Elle a sillonné l’océan Pacifique jusqu'en septembre 2018, en suivant deux parcours bien définis : un premier du Panama au Japon, puis un second, de la Nouvelle Zélande à la Chine. Elle s’est achevée après une étude de l’archipel d’Hawaï et du corridor du Pacifique oriental.
Le parcours de Tara Pacific a été conçu pour inclure des sites reflétant la biodiversité du Pacifique, des sites proches (Polynésie française, Australie, Japon...) ainsi que des sites présentant des particularités locales (acidité en Papouasie-Nouvelle-Guinée et dans l’archipel des Palaos, variation de la température le long du courant de Kuroshio).
Principaux partenaires scientifiques de Tara Pacific: Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l’Environnement (CRIOBE), Genoscope, Centre Scientifique de Monaco, Université de Nice, Oregon State University, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Station Biologique de Roscoff, École normale supérieure (ENS), Université PSL.
Cette couverture géographique exceptionnellement large a permis d'apporter un éclairage inédit sur la façon dont les coraux s’adaptent aux changements globaux.
Les échantillons collectés sur le parcours ont permis de dresser le tout premier état des lieux global du récif corallien ainsi qu’un profil complet de sa diversité génétique.
Enjeux scientifiques
Une multitude de micro-organismes (zooxanthelles, algues, champignons, virus, bactéries, ect.), vit dans ou autour des coraux et contribue à leur santé. L'ensemble formé par les coraux et ces micro-organismes est nommé holobionte. Aujourd’hui, nous commençons à entrevoir le rôle complexe de ces holobiontes dans l’adaptation des récifs face aux changements environnementaux.
Comprendre les relations entre les coraux et leur microbiote sera utile aux efforts mis en œuvre pour combattre les maladies coralliennes et pour protéger les écosystèmes des récifs. Avant 2016, la plupart des études s'étaient concentrées sur une section réduite de la diversité corallienne, tant géographiquement (Grande Barrière de Corail et Hawaï principalement) que concernant leur mécanismes d’évolution. Par conséquent, la diversité microbienne des variétés de coraux restait encore largement inexplorée, même concernant les coraux intacts.
L’objectif de l’expédition Tara Pacific était d’entreprendre une étude à l’échelle de l’océan Pacifique. elle a permis de comparer la composition de différents microbiomes, issus de divers environnements, mais aussi de colonies blanchies ou malades. Surtout, les microbiomes des coraux, de l’eau environnante et de certains poissons ont pu être comparés, pour obtenir un aperçu inédit du fonctionnement des écosystèmes coralliens dans leur ensemble.
Méthodes de prélèvements et techniques d’analyse
Au cours des deux années de son parcours, l’expédition Tara Pacific a fait escale sur plus de 30 îles. Pour chaque île, 3 sites ont été sélectionnés et 10 colonies échantillonnées, par site et par espèce. Quels sont les prélèvements opérés ?
Tara Pacific se concentre sur 2 espèces de coraux (Porites lobata et Pocillopora meandrina), 1 corail de feu (Millepora platyphylla) et 1 poisson (Acanthurus triostegus). Des échantillons de l’eau environnante ainsi que de l’eau située directement à la surface du récif ont également été prélevés.
Comment les scientifiques analysent-ils les échantillons ?
Les échantillons sont traités à bord, puis placés dans des conteneurs stériles adaptés. Ils sont ensuite envoyés au Genoscope, centre national de séquençage français (et l’un des partenaires de Tara Pacific). Les échantillons sont alors analysés grâce à une technologie de pointe, le séquençage de nouvelle génération.
Au cours des six premiers mois de cette expédition, près de mille colonies ont été photographiées et échantillonnées sur 33 sites répartis sur 11 îles. Plus de 7000 échantillons prélevés ont été analysés dans les 20 laboratoires qui forment le consortium Tara Pacific
Les travaux accomplis et à venir seront d’une importance décisive pour la préservation future des récifs coralliens.
Pour aller plus loin
Références
Ainsworth & Gates 2016, Science, 352: 1518-1519 ; Fraune & Bosch 2010, BioEssays, 32:571-580 ; Bordenstein & Theis 2015, PloS Biol 13(8):e1002226; Rosenberg & Rosenberg 2016, mBio, 7(2):e01395-15.
Whipps, J. M., Lewis, K., and Cooke, R. C. (1988). “Mycoparasitism and plant disease control,” in Fungi in Biological Control Systems, ed N. M. Burge (Manchester University Press), 161–187.
Lexique
Holobionte : un hôte accompagné de son microbiome
Microbiome corallien : l'ensemble des espèces microbiennes associées aux plantes (Whipps et col., 1988). Le terme a été défini comme une communauté microbienne caractéristique occupant un habitat bien défini (c'est-à-dire un habitat ayant des propriétés physico-chimiques distinctes).
Zooxanthelle : algue unicellulaire qui peut vivre en symbiose avec les coraux.
Ce focus a été réalisé par Serge Planes et Jeanine Almany (CRIOBE, USR3278, Université PSL : EPHE - CNRS - UPVD).
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