ÉVALUATION PROTECTION DE LA

ÉVALUATION PROTECTION DE LA BIODIVERSITÉ
Polynésie française
l’écosystème corallien du Pacifique sud, gérant par
exemple le réseau de surveillance Polynesia Mana
(communautés coralliennes et ichtyologiques), actif
dans plusieurs îles du Pacifique.
• un centre de recherche abordant différentes
thématiques (approches globales des communautés
et des équilibres écosystémiques, symbiose corailzooxanthelles, reproduction du corail) et utilisant
plusieurs approches (écologie, biologie moléculaire,
génétique, etc.),
• un centre de communication, de sensibilisation et
PRÉSENTATION
Intitulé de la mission
Etude et conservation des récifs coralliens sur l’île de
Moorea.
Présentation du partenaire et du site
d’intervention
Le CRIOBE, Centre de Recherches Insulaires et Observatoire
de l’Environnement, est situé sur l’île de Moorea, au
sein de l’archipel de la Société, en Polynésie française.
Ce centre créé en 1971 est issu d’une implantation de
l’École Pratique des Hautes Etudes (EPHE) et du Muséum
National d’Histoire Naturelle (MNHN). L’EPHE a pour
vocation, en tant que grand établissement d’enseignement
supérieur et de recherche sous tutelle du Ministère de
l’Éducation Nationale, de contribuer à l’enseignement et
à l’avancement des connaissances scientifiques par la
recherche fondamentale et les recherches appliquées.
Ainsi, l’ensemble des travaux dirigés par le centre se sont
focalisés sur la surveillance et l’étude de l’écosystème
à long terme dans un contexte de résilience face aux
perturbations naturelles (cyclones, pullulations d’étoiles
de mer prédatrices des coraux, etc.) et anthropiques
(pressions humaines).
Les années 1970 sont une période pionnière de découverte
et de description de l’écosystème corallien, qui ont permis
de s’intéresser plus particulièrement au fonctionnement
des récifs coralliens, dont la biodiversité est exceptionnelle.
C’est ainsi qu’à ce jour le CRIOBE peut afficher les
séries temporelles les plus longues concernant le suivi
de l’écosystème corallien dans le Pacifique. Rapidement
reconnu par le Réseau national des stations marines
françaises du CNRS, le CRIOBE devient officiellement
Unité mixte de service (UMS CNRS-EPHE) en 2006, puis
Unité mixte de service et de recherche (USR CNRS-EPHE)
en 2010.
En développement permanent (construction de nouveaux
laboratoires, acquisition de nouveaux équipements, etc.),
le CRIOBE, est un centre favorable aux missions, aux
programmes et aux projets de recherche. Ainsi, il est à la
fois :
• une station marine, agissant comme observatoire de
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de formation autour de l’écosystème corallien, ainsi
qu’un acteur sur des questions environnementales
directement en lien avec les récifs coralliens.
Le CRIOBE a accueilli en 2010 et 2011 environ
275 personnes, près de 41 % de visiteurs professionnels
de toutes nationalités, mais majoritairement français et
américains, venus dans un cadre professionnel (que ce
soit pour la recherche ou pour des formations concernant
la détermination des coraux, des présentations pour des
supports à des professeurs, etc.), 32 % d’étudiants, 19 %
de chercheurs et 8 % de volontaires de Planète Urgence en
mission de congé solidaire pour assister des scientifiques
sur place.
En outre, le CRIOBE a dirigé plus de 170 thèses et diplômes
universitaires, participé à plus de 210 études contractuelles
commanditées par l’État ou le secteur privé, rédigé plus de
1 100 publications scientifiques et organisé de nombreux
colloques et séminaires internationaux en Polynésie.
Présentation et justification du projet
L’écosystème corallien, un environnement très diversifié
mais menacé…
Les récifs coralliens constituent moins de 0,1 % de la
surface des océans et cependant hébergent près d’un tiers
des espèces marines connues. La diversité et la quantité
d’espèces hébergées par ces récifs (poissons ou autres)
constituent non seulement une source irremplaçable de
nourriture pour des millions d’habitants, mais aussi un
attrait touristique important. De plus, les récifs coralliens
permettent de protéger les côtes, notamment contre les
importantes houles générées en cas de cyclones.
La structure de ces récifs coralliens est due aux coraux
durs (avec un squelette calcaire). Une telle structure est
assurée par des animaux, les polypes, qui élaborent un
squelette externe en carbonate de calcium. Ces animaux
marins coloniaux vivent en symbiose 1 avec des algues,
appelés zooxanthelles, du genre Symbiodinium. Ces
algues procurent, grâce à leur activité photosynthétique
(production d’énergie à partir de la lumière), une grande
part de l’énergie dont le polype a besoin pour sa physiologie
1 Association biologique entre deux organismes d’espèces différentes ne
pouvant vivre l’un sans l’autre, chacun d’entre eux tirant un bénéfice de
cette association.
et sa nutrition. Elles sont aussi responsables de la couleur
qu’arborent les coraux. Très diversifiées, elles sont
réparties selon neuf groupes (A à I) selon leurs capacités
physiologiques propres à contribuer à l’acclimatation du
corail, à sa croissance, etc. Ainsi, il semble que l’algue
symbiotique joue un rôle primordial dans la capacité
d’adaptation des colonies coralliennes à différents
stress. Cette symbiose, indispensable à la vie du corail,
reste néanmoins très fragile face à des stress tels que
l’acidification de l’eau, une luminosité trop importante ou
encore une température élevée. Or, actuellement, les récifs
subissent une exposition croissante aux perturbations
naturelles et anthropiques.
Au niveau du Pacifique et plus particulièrement à Moorea,
en Polynésie française, différents suivis annuels des
conditions et de l’état de santé coralliens sont effectués
au CRIOBE sur la radiale de Tiahura (côte nord), seul
récif au monde dont le suivi a commencé il y a plus de
trente ans. Depuis 1991, des baisses de recouvrement
de la couverture corallienne vivante ont été constatées,
notamment à la suite d’événements de réchauffement de
température des eaux de surface (le taux de recouvrement
est passé de plus de 50 % en 1991 à 22 % en 2007).
Actuellement, on estime le taux de recouvrement corallien
de la pente externe à moins de 5 %, cela étant dû à deux
perturbations naturelles majeures, l’invasion d’étoiles de
mer épineuses (Acanthaster planci) en 2006 et le passage
du cyclone Oli en 2010.
Devant l’importance de l’écosystème corallien, le CRIOBE
entreprend de nombreux travaux visant à en comprendre
les mécanismes, et ce à l’aide de chercheurs, ingénieurs,
doctorants et étudiants. C’est dans ce contexte qu’intervient
depuis 2008 le partenariat entre le CRIOBE et Planète
Urgence. En effet, les volontaires de Planète Urgence
sont associés aux différents travaux des chercheurs et
étudiants, ou autres porteurs de projets scientifiques,
permanents ou en mission temporaire au CRIOBE. Ces
projets concernent différentes thématiques, principalement
orientées sur les communautés récifales. Les volontaires
de Planète Urgence apportent leur aide directement sur
le terrain, sur l’île (enquêtes auprès des pêcheurs), dans
le lagon ou l’océan (plongée masque tuba ou bouteille…),
ou encore en laboratoire (préparation et rangement du
matériel, contribution à l’analyse des échantillons).
Durant l’année 2010, les projets scientifiques ayant bénéficié
de l’aide des volontaires concernaient : des études de
long terme des récifs (analyse de la qualité des eaux,
entretien et récupération des sondes multiparamètres…),
des études menées par les chercheurs et étudiants
permanents (suivi spatiotemporel de la dynamique des
zooxanthelles à Moorea, suivi du recrutement de coraux
en pente externe, entretien d’une pépinière de corail, suivi
du recrutement de civelles en rivière, suivi du recrutement
des larves de poissons…), ou encore des études de
chercheurs et étudiants séjournant au CRIOBE pour une
durée déterminée dans le cadre de leur recherche ou stage
et travaillant sur des thématiques variées (effet des sons
sur les communautés de poissons, estimation de stocks
des concombres de mer à des fins commerciales…). Les
volontaires ont par ailleurs la possibilité d’assister aux
séminaires donnés par les chercheurs ou les étudiants sur
leurs travaux de recherche. Enfin, les volontaires partagent
le quotidien des membres de la station « criobienne », ce
qui implique un apprentissage de la vie en communauté,
la participation aux tours de cuisine, aux déplacements
pour l’approvisionnement alimentaire de la station et aux
nombreuses autres tâches liées à l’activité du centre.
Objectifs du projet
Contribuer aux actions de protection et d’étude des récifs
coralliens menés par le CRIOBE.
INTERVENTION
Volontaires et dates d’intervention
22 volontaires ont participé à 13 missions auprès du
CRIOBE en 2010 / 2011.
Intervention des volontaires et réalisations
Au titre d’assistants de recherche, ils prennent part aux
travaux menés dans le cadre des différentes thèses
menées par les chercheurs du CRIOBE, en laboratoire,
sur le terrain en plongée PMT (palme, masque et tuba)
ou, éventuellement, selon les activités et planning des
chercheurs, en plongée bouteille sur les récifs.
Le travail en laboratoire consiste principalement à la
préparation du matériel à déployer sur le terrain, et à l’aide
à l’analyse des échantillons récoltés.
Plus particulièrement le travail en plongée ou en palme,
masque et tuba selon les époques de l’année et les activités
à soutenir consiste à :
• participer aux suivis des populations de coraux
et aux échantillonnages de différents facteurs
environnementaux associés (comptages de
prédateurs, mesure de paramètres physicochimiques de l’eau...) ;
• compter des bénitiers en PMT (palmes, masque,
tuba) sur récif barrière ;
• repérer, capturer et établir une biopsie des poissons
clown ;
• compter les oursins en plongée bouteille ;
• étudier l’impact des trocas sur les communautés
récifales ;
• compter les Acanthaster en plongée bouteille de
nuit ;
• participer à la mise en place, l’entretien et le
démantèlement de divers expérimentations sur les
coraux ou organismes associés.
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RÉSULTATS ET IMPACT
Utilisation des données recensées
Projet de thèse
Depuis avril 2010, Planète Urgence apporte son soutien
à une nouvelle doctorante, Mlle Héloïse Rouzé (thèse
EPHE-Université de la Polynésie française, financée par
Proscience, Planète Urgence et le Ministère Polynésien de
l’Education en charge de la Recherche). Son objectif est
de comprendre le rôle des zooxanthelles, algues vivant en
symbiose avec les coraux, dans la résistance des coraux
face à différents stress (sédimentation, enrichissement en
nutriments, acidification, etc.) :
« Les récifs coralliens sont de plus en plus exposés
à de sévères menaces telles que la pollution,
l’augmentation de la température et l’acidification
des océans. Ces menaces peuvent mener jusqu’à
la rupture de l’association symbiotique qu’ont
les coraux avec les zooxanthelles, algues du
genre Symbiodinium. Néanmoins, celles-ci sont
représentées par plusieurs groupes aux propriétés
physiologiques distinctes et semblent jouer un rôle
clé dans la résistance des coraux face aux stress.
Toutefois le lien entre la nature des clades et la
résistance face à un type de stress reste à préciser.
De même, l’origine d’un clade particulier et sa
prévalence dans le polype face à un stress donné
reste matière à débat : existe-t-il à l’état de trace
dans le polype et est alors sélectionné, et / ou
provient-il de l’environnement extérieur ? »
C’est dans ce contexte que s’inscrit cette thèse qui a pour
objectif de préciser comment la diversité des clades de
Symbiodinium peut contribuer à la survie de leur hôte face
à des stress environnementaux.
différents clades de Symbiodinium parmi les coraux en
Polynésie française, prérequis à la seconde approche, qui
vise à suivre la dynamique des clades de Symbiodinium en
réponse à des variations environnementales. La première
approche, en cours de finalisation, a permis de sélectionner
les espèces de coraux pour la seconde approche, à savoir
des espèces coralliennes abritant plus d’un clade. De façon
plus générale, cette première partie apporte des données
sur la diversité, encore méconnue, des clades présents
dans les coraux de Polynésie française. Dans le cadre de
la seconde approche, deux types de suivis sont menés :
• un suivi spatiotemporel in situ autour de l’île de
Moorea, effectué sur des colonies coralliennes
marquées appartenant à des espèces de coraux
présentant des sensibilités différentes aux stress ;
• un suivi en aquarium de l’effet de l’acidification sur la
dynamique des clades de zooxanthelles.
Le suivi spatiotemporel in situ, effectué tous les deux
mois, a débuté en février 2011 et sera maintenu jusqu’en
août 2012 dans 4 sites distincts. L’intérêt de ce suivi est
de répertorier et de suivre la diversité et les proportions
des clades de zooxanthelles en fonction du temps, de
la saisonnalité et des paramètres environnementaux
(température,
sédimentation,
chlorophylle a,
sels
nutritifs…). Les estimations d’abondance des clades sont
obtenues grâce une technique très sensible, du domaine
de la biologie moléculaire en laboratoire (approche PCR en
temps réel).
Des analyses multivariées devraient permettre de
corréler la présence et / ou la variation quantitative de
certains clades de Symbiodinium avec des facteurs
environnementaux particuliers. Parallèlement à ce suivi,
l’effet de l’acidification sur la dynamique et la distribution
des clades de zooxanthelles chez différentes espèces de
coraux de morphologies et de sensibilités différentes a été
testé en laboratoire. Quatre espèces de coraux ont été
exposées in vitro à 6 pH différents, suivant les scénarios
prédits dans le cadre des changements globaux pour
les années à venir. Pour chaque condition de pH, les
conditions physiologiques et biologiques des différentes
boutures de coraux ont été suivies (croissance, activité des
algues, etc.). L’approche qPCR sur les ADN permettra de
suivre les conséquences de l’augmentation de la pCO2 sur
la diversité et la proportion relative des différents clades de
Symbiodinium.
L’ensemble des données recueillies au cours de ces
différents travaux de thèse devrait permettre entre autres
de :
• donner une ébauche de la diversité des groupes de
zooxanthelles présents dans les différentes espèces
de coraux de Moorea, en comparaison de celle
d’autres îles du Pacifique ;
• déterminer si un lien existe entre d’une part
Localisation des sites d’études « impactés » (rouge)
et « références » (jaune) sur l’île de Moorea.
Pour cette étude, deux approches sont nécessaires. La
première est d’établir un état des lieux de la diversité des
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la diversité et d’autre part l’abondance des
zooxanthelles présentes dans le polype et les
conditions environnementales ;
• déterminer le mode d’acquisition des zooxanthelles
les mieux adaptées face à des conditions de
stress, à savoir une récupération des zooxanthelles
déjà présentes dans le corail (le « shuffling ») ou
une récupération de nouvelles zooxanthelles
adaptées aux conditions dans l’environnement (le
« switching »).
L’ensemble de ces travaux nécessite une aide régulière sur
le terrain (prélèvements de fragments de coraux et d’eau,
photographies, comptages de coraux sur sites, etc.)
et une aide logistique à la station de recherche. Ainsi, la
participation des volontaires de Planète Urgence à ce projet
facilite grandement l’avancée des travaux de recherche liés
à cette thèse.
Cette étude devrait apporter une meilleure connaissance du
fonctionnement des récifs coralliens et, à terme, peut-être
suggérer de nouvelles pistes de protection des récifs face
aux nombreuses menaces tant naturelles qu’anthropiques.
La pépinière de corail
collection, maintenant ainsi, au sein même de la pépinière,
l’existence d’une diversité génétique par espèce. À terme,
un double de la collection sera implanté dans une autre
zone, afin de pallier une éventuelle perte ou détérioration
(cyclones, pollution, etc.) de la collection placée sur un seul
site.
La pépinière de corail nécessite un entretien régulier (2 fois
par semaine) impliquant le nettoyage des boutures et de
la table à boutures, le suivi de l’état de santé des boutures
(vérification de la non-prolifération de maladies, d’algues,
de l’absence de prédation, etc.), ainsi qu’un suivi de
la croissance par des mesures de taille et de poids. De
façon plus ponctuelle et selon les recherches planifiées, de
nouvelles boutures de coraux appartenant à des espèces
variées sont nécessaires, à savoir fragmentation en petits
bouts, fixation à un support et étiquetage (espèce et
appartenance à une colonie mère). L’aide régulière de la
part des volontaires de Planète Urgence sera nécessaire à
l’entretien de ce jardin corallien.
Au cours de l’année 2010, le CRIOBE a entrepris le
développement d’une pépinière de corail. En effet, pour
pallier les nombreux dommages subis par les coraux, des
actions d’aide à la « reconstruction récifale » des régions
affectées sont ponctuellement engagées. Jusqu’à présent,
les coraux implantés dans ces zones ont toujours été
prélevés sur les récifs coralliens voisins.
Le CRIOBE a donc souhaité développer une pépinière de
corail (située dans les locaux de l’association partenaire Te
Mana O Te Moana), qui permettra à terme de disposer de
différentes espèces de coraux qui pourront être réimplantés
dans des zones endommagées, évitant ainsi de devoir
prélever des coraux dans l’environnement. Cette pépinière
pourra fournir des coraux aux associations impliquées dans
le « sauvetage » de récifs, mais aussi permettre la mise en
place de parcours de découverte aquatiques destinés à
sensibiliser différents publics (classes, touristes…) à cet
écosystème. De tels parcours sont actuellement quasi
inexistants en Polynésie française.
Cette pépinière constitue également un intérêt pour
la recherche scientifique. Aujourd’hui, bon nombre
de recherches qui visent à mieux comprendre le
fonctionnement des récifs coralliens pour mieux les
préserver sont actuellement réalisées sur des coraux
maintenus en aquarium, ce qui ne reflète pas parfaitement
leur environnement naturel. L’existence d’une pépinière de
corail ouvre de nouvelles perspectives pour ces travaux et
l’opportunité de travailler sur des coraux qui se développent
dans leur propre milieu, sans avoir à prélever, là encore,
des coraux sur les récifs.
De plus, alors que les rares travaux qui utilisent des coraux
prélevés en milieu naturel ne peuvent pas s’affranchir de
la diversité génétique qui existe entre les colonies d’une
même espèce, cette collection, qui sera entretenue
par bouturages successifs, permettra de maintenir une
composition génétique homogène pour les colonies issues
du bouturage d’une même colonie « mère ». Ces colonies
serviront de « colonies de référence » pour les travaux
scientifiques à venir. Néanmoins plusieurs colonies d’une
même espèce serviront de base à l’établissement de la
Supports de communication produits
Semaine de la « Science en fête », Héloïse Rouzé lauréate
du prix Rotary, La Dépêche, 20 octobre 2010.
Participation à la semaine de la fête de la Science à Tahiti,
stand sur les récifs coralliens, octobre 2010.
Participation à l’émission ADN sur France 2 en janvier
2011 : Enquête sur le récif, le bilan du passage du cyclone
Oli sur les récifs de Moorea, avec Yannick Chancerelle,
Thierry Lison de Loma et Héloïse Rouzé.
Participation aux doctoriales 2011 de l’Université de la
Polynésie française en avril 2011. Présentation sous forme
de poster.
Participation à un article paru dans La Dépêche de Tahiti
prévu pour les 40 ans du CRIOBE 2. Article : « Les coraux :
des bâtisseurs qui défient le temps »
À venir :
Participation au 12e Congrès international sur les récifs
coralliens (ICRS) à Cairns, en juillet 2012. Présentation
orale : « Dynamique des clades de Symbiodinium dans
les coraux face aux stress environnementaux sur l’île de
Moorea. »
Perspectives
Le projet se poursuit en 2012 en appui aux travaux de
recherche d’Héloïse Rouzé, doctorante référente au
sein du CRIOBE, et se sont étendus à l’ensemble des
chercheurs présents au sein du CRIOBE, selon les besoins
scientifiques au moment de la mission.
2 http://usr3278.univ-perp.fr/communication/2011_06_01_
depeche_40ans_criobe.php
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