Une meilleure surveillance des herbiers marins pourrait favoriser la biodiversité
Les herbiers marins sont constitués de plantes à fleurs sous-marines qui forment le socle des écosystèmes marins côtiers. Ils captent et stockent davantage de carbone que les forêts terrestres, tout en soutenant les activités de pêche, en améliorant la qualité de l’eau et en protégeant les côtes contre l’érosion. Posidonia oceanica(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) est une espèce endémique de la mer Méditerranée, essentielle à l’économie régionale, notamment au tourisme et à la pêche. «Malheureusement, les pressions humaines persistantes, notamment l’urbanisation, le tourisme, la surpêche, ainsi que le ruissellement de nutriments et l’intensification des tempêtes, ont entraîné le déclin des herbiers marins méditerranéens. Sans Posidonia oceanica, tout cet écosystème s’effondrera», explique Nicole Foster, coordinatrice du projet POSIDONIArXiv, qui a mis au point une nouvelle approche de surveillance de la biodiversité des herbiers marins.
Tirer des enseignements de trois méthodes de surveillance
Afin d’évaluer la biodiversité actuelle des herbiers de Posidonia oceanica et de déterminer dans quelle mesure les sédiments anciens permettent de retracer la biodiversité marine au fil du temps, le projet POSIDONIArXiv, soutenu par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), a adopté et comparé trois méthodes. Outre les observations visuelles sous-marines et l’étude au microscope de l’endofaune des sédiments, POSIDONIArXiv a également exploré, en collaboration avec des chercheurs de l’université de Copenhague(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), l’analyse de l’ADN environnemental (ADNe), c’est-à-dire l’ADN libéré dans l’océan par les organismes marins. L’ADNe a été extrait de sédiments de surface et de carottes sédimentaires prélevées jusqu’à un mètre sous le fond marin (véritables capsules temporelles témoignant de l’évolution de la biodiversité) à Ibiza et à Formentera, dans les îles Baléares, en Espagne, deux sites représentatifs de niveaux d’impact humain respectivement élevé et faible. Le taux de détection des taxons par l’ADNe sédimentaire était plus proche de celui obtenu par l’étude de l’endofaune que par les observations visuelles. Si l’ADNe a globalement permis de détecter nettement plus de taxons que chacune des deux autres méthodes, Nicole Foster souligne qu’il pourrait donner une représentation biaisée des taxons marins, en favorisant les organismes vivant dans les sédiments. «Ces informations peuvent néanmoins être précieuses pour évaluer la santé de l’écosystème et offrent une solution de remplacement lorsque des problèmes de visibilité ou d’accès compliquent les autres méthodes d’observation marine», souligne Nicole Foster, du Conseil supérieur de la recherche scientifique espagnol(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), organisme d’accueil du projet.
La composition des écosystèmes d’herbiers marins d’hier et d’aujourd’hui
La datation au carbone a révélé que les carottes sédimentaires pouvaient remonter à 1 000 ans. Des analyses biogéochimiques ont ensuite permis de caractériser la composition des communautés marines présentes dans les échantillons. Les différentes couches sédimentaires ont également été analysées afin de déterminer leur teneur en carbone organique et inorganique, leur granulométrie et leur composition isotopique en carbone. Des laboratoires spécialisés ont extrait l’ADN de ces sédiments afin d’amplifier certaines régions génétiques par réaction en chaîne par polymérase(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) (PCR), permettant ainsi d’identifier les organismes en comparant ces marqueurs génétiques à ceux répertoriés dans une base de données. «Nous avons sélectionné des régions génétiques couvrant l’ensemble de l’arbre du vivant afin de détecter une grande diversité d’organismes marins présents dans les écosystèmes de Posidonia oceanica», ajoute Nicole Foster. «Mais si la détection des organismes marins est importante, comprendre comment ils contribuent au fonctionnement et à la stabilité de l’écosystème permet de mieux évaluer la santé des herbiers marins.» En collaboration avec des spécialistes de l’université de Zurich(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), Nicole Foster a donc associé les informations sur les relations trophiques des organismes détectés aux données d’ADNe afin d’étudier la manière dont ils forment un réseau. Elle a également examiné l’évolution de l’emboîtement des communautés d’espèces et du renouvellement des espèces au fil du temps, des travaux qui se poursuivent actuellement.
L’ADNe, un outil essentiel pour surveiller la biodiversité des herbiers marins
Une meilleure surveillance de la biodiversité des herbiers marins contribue à leur protection et à leur gestion, tout en bénéficiant à l’environnement et à l’économie locale. Par ailleurs, l’utilisation de l’ADNe pour reconstituer les écosystèmes passés pourrait apporter des connaissances autrement inaccessibles, notamment sur leur état naturel. «Outre l’amélioration de la conservation des habitats de Posidonia oceanica, l’étude des changements provoqués par les activités humaines permettra de déterminer les espèces à protéger en priorité», fait remarquer Nicole Foster. L’équipe poursuit l’analyse des données d’ADNe issues des carottes sédimentaires afin de dresser un tableau plus complet de l’évolution historique de ces milieux fragiles, dont les résultats seront présentés aux autorités des îles Baléares. En attendant, Nicole Foster précise: «Notre nouvelle approche fondée sur l’analyse de l’ADNe des sédiments de surface peut d’ores et déjà être intégrée aux programmes de surveillance à des fins de conservation.»
