Les fonds marins abritent l’une des plus grandes communautés animales au monde, sur laquelle nous savons encore très peu de choses. Pourtant, il est déjà soumis à un nombre croissant de pressions environnementales d’origine humaine. Comment ses habitants réagissent-ils à ces facteurs de stress ? Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Centre GEOMAR Helmholtz pour la recherche océanique de Kiel, publiée aujourd’hui dans la revue scientifique Communications naturellesfournit un premier aperçu de la réponse au stress d’une méduse pélagique profonde (gelées) au réchauffement des océans et aux panaches de sédiments induits par l’exploitation minière en haute mer.
Un facteur de stress environnemental particulier et potentiellement important pour les organismes des profondeurs océaniques est la perturbation environnementale associée à l’exploitation commerciale des ressources minérales des fonds marins. Même si les opérations minières cibleront les minéraux des fonds marins, elles perturberont et pomperont également les sédiments fins du fond marin, générant des « nuages » de sédiments en suspension (appelés panaches) le long du fond marin. Une fois à bord du navire, les sédiments collectés devront être rejetés dans la colonne d’eau. Puisqu’il n’existe actuellement aucune réglementation à quelle profondeur d’eau les sédiments doivent être rejetés, les panaches de sédiments ainsi générés peuvent s’étendre sur des dizaines, voire des centaines de kilomètres dans la colonne d’eau. L’exploitation minière en haute mer affecterait donc non seulement les communautés animales des fonds marins, mais également celles de la colonne d’eau sus-jacente, connue sous le nom d’eau intermédiaire. Puisqu’il y a généralement peu de sédiments dans les eaux moyennes, on s’attend à ce que les animaux pélagiques soient très sensibles aux panaches de sédiments induits par l’exploitation minière.
Ceci est préoccupant, comme l’explique le Dr Helena Hauss, co-premier auteur de l’étude et directrice de recherche sur l’écologie marine au Centre de recherche norvégien (NORCE) : « Les eaux médianes sont cruciales pour la capacité de l’océan mondial à stocker le carbone, mais ses habitants sont également les principale source de nourriture pour de nombreuses espèces de poissons, de calmars et de mammifères marins et ressemblent donc à un maillon essentiel du réseau trophique marin. Ils ont évolué dans des conditions beaucoup plus stables que les animaux vivant à la surface, dans une pénurie constante de nourriture, et sont donc potentiellement plus sensibles aux conditions changeantes de leur environnement. Le Dr Henk-Jan Hoving, auteur principal et chef du groupe Deep Sea Ecology chez GEOMAR, ajoute : « Les espèces pélagiques sont souvent des organismes fragiles, gélatineux et parfois géants, avec de faibles taux métaboliques difficiles à observer dans leur environnement naturel et à Leur fragilité physique peut les rendre particulièrement vulnérables aux perturbations environnementales. Dans le même temps, nous n’avons fait qu’effleurer la surface lorsqu’il s’agit d’explorer les eaux médianes et la majeure partie de la biodiversité reste encore inconnue, ainsi que leur fonction dans l’écosystème et leur tolérance au changement. »
Malgré l’importance des écosystèmes pélagiques à l’échelle mondiale, peu de recherches se sont jusqu’à présent concentrées sur les réponses spécifiques aux espèces des animaux pélagiques aux facteurs de stress environnementaux. C’est la lacune que les chercheurs ont tenté de combler dans l’étude récemment publiée. Pour la première fois, les auteurs de l’étude ont étudié la réponse au stress d’un organisme pélagique, la méduse casque (en raison de sa forme en forme de chapeau), à des panaches de sédiments simulés. « Étant donné que déterminer le « stress » chez une méduse n’est pas un processus simple, nous avons étudié leur réponse sous plusieurs angles et combiné les informations tirées de leur physiologie, de l’expression de leurs gènes et des symbiotes microbiens à l’extérieur de la méduse », explique Vanessa Stenvers, co-premier auteur. de l’étude et doctorant à GEOMAR et à la Smithsonian Institution. L’effet visuel le plus fort des sédiments en suspension était l’agrégation de particules de sédiments sur la méduse après seulement environ 1,5 heure d’incubation, au cours de laquelle la méduse a commencé à produire un excès de mucus qui s’est lentement excrété. « Alors que le mucus aide les méduses à maintenir un microbiome stable, la production continue de mucus est une réponse coûteuse en énergie et peut exiger une part substantielle du budget énergétique total d’un animal », ajoute Stenvers.
De plus, les méduses ont montré une expression marquée de gènes liés à la respiration, à l’immunité innée et à la réparation des plaies dans les traitements de sédiments les plus élevés, signalant ainsi le stress. La question de savoir si les méduses peuvent se rétablir après une exposition reste un sujet de recherche plus approfondi, car il faudra du temps pour comprendre globalement les réponses des écosystèmes aux facteurs de stress. L’équipe souligne en outre que les sédiments en suspension ont induit une réaction plus sévère chez les méduses casque qu’une augmentation de quatre degrés de la température de l’eau de mer. Les projections climatiques actuelles supposent que la température de la mer augmentera d’un degré au cours des 84 prochaines années, alors qu’une augmentation de quatre degrés n’est prévue que dans les scénarios de réchauffement climatique les plus extrêmes. Les auteurs craignent que les facteurs de stress entraînant une augmentation de la dépense énergétique, comme ils l’ont observé pour la méduse casque, devront être combattus par une augmentation de l’apport alimentaire. Comme la nourriture dans les profondeurs marines est généralement rare, cela pourrait finalement conduire à la famine.
Bien que davantage de données sur différentes espèces pélagiques soient nécessaires pour mieux comprendre les impacts environnementaux de l’exploitation minière en haute mer, la réponse au stress des méduses à casque peut être représentative de celle d’autres animaux gélatineux. Les animaux gélatineux, caractérisés par une teneur élevée en eau et des tissus ressemblant à de la gelée, constituent une composante abondante des écosystèmes des grands fonds, représentés à travers l’arbre de vie. Sur la base de leurs conclusions globales, les chercheurs appellent à la prudence en ce qui concerne l’exploitation minière en haute mer, car de nombreux services écosystémiques importants des océans profonds pourraient être compromis.
Le professeur Andrew K. Sweetman, co-auteur de l’Association écossaise pour les sciences marines, conclut : « L’exploitation minière en haute mer pourrait commencer au cours de la prochaine décennie, ce qui pourrait potentiellement perturber les habitats de la colonne d’eau à proximité ainsi que le fond marin. Les effets de l’exploitation minière et du réchauffement des océans sont essentiels. » L’équipe espère que leur étude, qui donne un premier aperçu de certains des impacts possibles dans la zone médiale, sera prise en compte par les sociétés minières et l’Autorité internationale des fonds marins (ISA) pour développer des stratégies minières réduisant l’impact environnemental. dommages autant que possible.
Arrière-plan
Cette recherche a été réalisée dans le cadre du projet iAtlantic (Integrated Assessment of Atlantic Marine Ecosystems in Space and Time). iAtlantic est un programme de recherche multidisciplinaire visant à évaluer la santé des écosystèmes des grands fonds et des océans sur toute l’étendue de l’océan Atlantique. Il vise à fournir des connaissances essentielles à une gestion responsable et durable des ressources de l’océan Atlantique à une époque de changement mondial sans précédent. iAtlantic entreprend une approche à l’échelle de l’océan pour comprendre les facteurs qui contrôlent la répartition, la stabilité et la vulnérabilité des écosystèmes des grands fonds marins, y compris les impacts découlant des activités humaines. Les travaux couvrent l’ensemble du bassin atlantique, de la pointe de l’Argentine au sud jusqu’à l’Islande au nord, et des côtes est des États-Unis et du Brésil jusqu’aux marges occidentales de l’Europe et de l’Afrique. La collaboration internationale entre les chercheurs de toute la région atlantique est au cœur du succès d’iAtlantic, le consortium du projet comprenant 33 instituts de recherche d’Europe, d’Argentine, du Brésil, d’Afrique du Sud, du Canada et des États-Unis, et complété par un réseau plus large de partenaires associés.