Océanographe au Smithsonian, Carole Baldwin dirige le projet DROP (Deep Reef Observation Project, projet d’observation des récifs en eau profonde), une activité destinée à étudier la biodiversité des récifs profonds des tropiques et à suivre l’évolution de ces écosystèmes marins peu étudiés malgré leur diversité

Off the coast of Curacao in the southern Caribbean, Carole and her team of almost 40 Smithsonian researchers are uncovering a new world of biodiversity that science has largely missed. Using a manned submersible, they have discovered at least 50 new species in an area of only around 0.2 square kilometers.

Carole Baldwin (à dr.) dans le Curasub. Crédit photo : Barry Brown/Station de Curaçao.
Carole Baldwin (à dr.) dans le Curasub. Crédit photo : Barry Brown/Station de Curaçao.

Les récifs coralliens abritent plus de 25 % de la vie marine. Outre leur grande biodiversité (ou diversité des espèces), les récifs coralliens revêtent une immense valeur économique. Des communautés humaines en dépendent à plusieurs titres, alimentaire, pharmaceutique, touristique et récréatif, sans oublier leur rôle d’obstacle contre l’élévation du niveau de la mer.

Pourtant, ces communautés humaines qui profitent des récifs coralliens sont les mêmes qui menacent leur existence. La pollution, l’introduction d’espèces envahissantes et le réchauffement de l’eau résultant du dérèglement climatique risquent de porter gravement atteinte aux écosystèmes marins.

Comme l’explique Carole, « la Terre est une planète-océan, pleine de formes de vie extraordinaires qui se sont adaptées à toutes les situations imaginables. Chacun d’entre nous doit protéger cette ressource vitale. Nos vies en dépendent réellement. »

La plupart de nos connaissances sur les récifs coralliens proviennent d’études sur les récifs peu profonds. On en sait relativement peu sur les grands fonds tropicaux, dont la profondeur varie entre 50 et 300 mètres, qui abritent les récifs mésophotiques et profonds.

Des espèces découvertes par le projet DROP. Crédit photo : Cristina Castillo/Smithsonian Institution.
Des espèces découvertes par le projet DROP. Crédit photo : Cristina Castillo/Smithsonian Institution.

Carole et son équipe s’efforcent de comprendre ces milieux assez peu étudiés par des recherches qui contribueront à la conservation marine.

« Avant le projet DROP, nous ne savions pas grand-chose des récifs profonds, alors qu’ils sont si proches de nous », constate Carole.

Trois nouvelles espèces découvertes par le projet DROP. Crédit photo : Smithsonian Institution.
Trois nouvelles espèces découvertes par le projet DROP. Crédit photo : Smithsonian Institution.

Les grands fonds étant proches de la côte de Curaçao, le sous-marin Curasub permet à Carole et à 4 autres personnes de plonger rapidement jusqu’à 300 mètres de profondeur. Les bras articulés du Curasub prélèvent des créatures marines que l’équipage remonte à la surface pour les étudier.

À partir d’échantillons de tissus prélevés sur les spécimens recueillis par le Curasub, Carole et l’équipe du projet DROP utilisent des techniques modernes d’analyse de l’ADN (y compris le codage de l’ADN) pour identifier les espèces déjà cataloguées et les espèces nouvelles.

Les chercheurs du projet DROP prélèvent des échantillons de tissu sur les créatures remontées par le sous-marin, puis comparent de courtes séquences ADN et l’anatomie de ces échantillons avec les espèces connues du Smithsonian et d’autres collections. S’ils ne trouvent pas d’équivalent, le projet DROP peut ajouter une espèce non répertoriée à ses dossiers.

Ce projet du Smithsonian offre de belles perspectives d’éducation et de recherches indépendantes. Une fois répertoriées, les espèces prélevées rejoignent les collections du Musée national d’histoire naturelle en tant que ressources accessibles à la recherche. Des lycéens et des étudiants participent au traitement des données recueillies par le projet DROP, apportant une aide précieuse aux équipes à Curaçao et à Washington, DC. 

Crédit photo : Barry Brown.
Crédit photo : Barry Brown.

En plus de la documentation de la biodiversité des récifs en eau profonde, le projet DROP collecte les données de référence nécessaires à l’analyse des variations de température à long terme et de certains éléments des populations récifales en plaçant des enregistreurs de température et des structures autonomes de surveillance des récifs (ARMS) dans des zones de pente récifale au large de Curaçao.

Les structures ARMS sont destinées à loger la « biodiversité cachée » des récifs, ces créatures ou algues minuscules qui se développent, fouissent et se cachent dans les fissures et interstices des récifs. Chaque structure se compose d’une pile de 10 plaques de plastique équidistantes placées à l’intérieur ou en périphérie de la zone étudiée pour une durée déterminée, le temps que les créatures marines y élisent domicile.  

Au bout d’un, deux ou 5 ans, les chercheurs récupèrent la structure, séparent les plaques de plastique et les photographient. Puis, ils identifient et enregistrent les espèces qui y vivent, avant de prélever un échantillon de leur ADN selon des procédés de séquençage ultramodernes. Les structures ARMS sont ensuite redéployées à des fins de collecte de données pour une autre période prédéterminée.  

ARMS unit. Photo credit Smithsonian Institution.
Une structure autonome de surveillance des récifs (ARMS). Crédit photo : Smithsonian Institution.

Grâce aux informations recueillies la première année par le biais des structures ARMS et des enregistreurs de température, les chercheurs du projet DROP ont entamé deux séries de données uniques au monde. Même si les ARMS sont placées sur des récifs coralliens peu profonds dans plusieurs régions du monde et si l’on en sait déjà beaucoup sur les fluctuations de température dans ces milieux, il n’existait aucune série de données environnementales et biologiques à long terme surveillant l’état des pentes récifales… jusqu’à maintenant. Avec le projet DROP, le Smithsonian s’impose comme un chef de file de l’exploration et de la surveillance des récifs profonds des tropiques, qui sont peut-être les écosystèmes sous-explorés les plus diversifiés de l’océan.

À Curaçao et dans les Caraïbes, le projet DROP a déjà modifié notre compréhension des récifs en eau profonde, et ce n’est qu’un début. Le projet étendra bientôt son champ d’observation à des zones au large des côtes, grâce à un navire de recherche, le R/V Chapman, refait à neuf pour pouvoir lancer le Curasub dans d’autres secteurs des Caraïbes.

Curaçao devrait par ailleurs intégrer le réseau de sites de surveillance marine en plein essor du Smithsonian, MarineGEO, où nos chercheurs « prennent le pouls de l’océan » à l’aide des structures autonomes de surveillance des récifs (ARMS), des enregistreurs de températures et d’autres outils de suivi de l’environnement et de la biodiversité. 

Avec des sites MarineGEO implantés dans le monde entier, le Smithsonian crée un système de comparaison des écosystèmes côtiers de la planète qui doit faciliter la compréhension de leur réponse au dérèglement climatique. Contrairement à d’autres sites du réseau, Curaçao permet de surveiller l’évolution des écosystèmes aussi bien en eau peu profonde qu’en eau profonde. Les activités de surveillance du projet DROP arrivent à point nommé, compte tenu du déclin des récifs coralliens à travers le monde et de la méconnaissance du rôle joué par les récifs profonds dans la survie des récifs peu profonds au-dessus d’eux.

 

Notre équipe : Carole Baldwin
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