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Les biologistes plongent pour découvrir les secrets des récifs coralliens qui survivent aux eaux chaudes du golfe

26 juin 2020

Un orage gronde au loin tandis que les biologistes marins Matt Mitchell et Noura al-Mansoori aident Dain McParland, le capitaine, à charger un bateau avec du matériel de plongée. Décembre approche à grands pas et Abu Dhabi connaît l'un de ses rares jours de pluie. L'équipage sait qu'il devra terminer sa mission rapidement. Mansoori, l'une des rares femmes émiratis de la discipline, porte avec elle un marteau pour récupérer des cubes de corail mort qu'elle avait placés sous l'eau quelques mois auparavant. Mitchell, un citoyen britannique jovial, veut placer des capteurs pour collecter des informations sur les sédiments marins.

Le Arabian Craft de 10 mètres quitte bientôt son amarrage dans un petit port niché entre le palais présidentiel et l'hôtel sept étoiles Emirates Palace. Le bateau accélère vers sa destination. Al-Dhabiya, à l'ouest de la capitale des EAU, est l'un des principaux sites de recherche des biologistes. Le récif corallien inégal est proche du rivage dans une zone marine protégée où la pêche n'est pas autorisée. Alors que le récif a une biodiversité et une couverture corallienne plus faibles que d'autres sites emblématiques d'Indonésie ou d'Australie, sa capacité à supporter des conditions météorologiques extrêmes le rend exceptionnel.

Dans le golfe Persique, une mer semi-fermée entre la péninsule arabique et le plateau iranien, les récifs coralliens sont capables de supporter des températures allant jusqu'à 36 degrés Celsius. Ailleurs dans le monde, ces écosystèmes sensibles ne peuvent survivre au-delà de 32 degrés. La remarquable résilience des coraux du Golfe aux températures plus chaudes est un mystère que le laboratoire de biologie marine de l'Université de New York à Abu Dhabi, où Mansoori et Mitchell travaillent en tant que chercheurs, tente de découvrir depuis 10 ans.

Fondé par John Burt, un biologiste canadien qui a fui les eaux glaciales de son pays d'origine, le laboratoire est l'un des rares centres de recherche universitaire de la région. Son objectif principal est l'écologie des récifs coralliens. En combinant différentes approches – génomique, moléculaire, physiologique et écologique – les biologistes explorent comment la faune des récifs est capable de faire face aux températures extrêmes. Ils espèrent que leurs résultats pourront aider à évaluer les impacts du changement climatique sur ces précieux habitats marins.

À al-Dhabiya, Mitchell et Mansoori, qui connaissent très bien le décor, disparaissent rapidement sous l'eau. McParland, regarde le vent se lever. "Nous sommes partis dès qu'il y a de la mousse sur les vagues", explique-t-il au correspondant d'Al-Monitor, qui a rejoint l'équipe en voyage. Lorsque Mansoori se retire à bord, elle transporte plusieurs cubes de corail mort dans des sacs en plastique. Grâce à cette technique – les cubes ont été laissés sur le récif mais ne faisaient pas partie de sa structure vivante – elle peut étudier la bioérosion sans nuire au récif. Mitchell a ses capteurs immergés, qui l'aideront à discerner comment la qualité de l'eau affecte le comportement des poissons.

Le poisson est la spécialité de Mitchell. Il se concentre sur ceux qui nagent autour des récifs: le poisson-ange d'Arabie, le vivaneau à taches noires, la brème Monocle, le centenaire aux yeux étoilés et le poisson cardinal à deux points. À al-Dhabiya, Mitchell capture régulièrement des échantillons pour les ramener au laboratoire. Dans une salle équipée de réservoirs, d'instruments de contrôle de la température et de caméras, le biologiste mène plusieurs expériences avec sa collègue Grace Vaughan. Ils observent la performance de nage du poisson, un comportement vital qui affecte tous les aspects de sa vie: sa capacité à migrer, à se reproduire, à se nourrir et à éviter les prédateurs.

L'un de leurs tests réguliers consiste à mettre les poissons dans un aquarium où ils doivent nager à contre-courant. «C'est comme un tapis roulant pour les poissons», explique Mitchell à Al-Monitor. «Nous mesurons leur consommation d'oxygène pour voir comment leur métabolisme évolue avec la température et comment cela affecte leurs performances.» Les réservoirs sont réglés à différentes températures pour reproduire les fortes variations de la mer. Dans le golfe Persique, les poissons doivent non seulement survivre à des températures extrêmement élevées en été, mais ils doivent également s'adapter à des températures pouvant chuter à 18 degrés en hiver.

Les scientifiques sont étonnés de la performance des poissons aux températures les plus élevées. Malgré les énormes exigences métaboliques, ils nagent toujours très vite. «Lorsque la température augmente, les poissons ont besoin de plus d'énergie pour répondre aux demandes de base», précise Vaughan. «Au-delà d'un certain point, leur système cardiovasculaire est incapable de fournir de l'oxygène au rythme nécessaire pour effectuer des tâches telles que nourrir ou échapper à une proie.» Mais les poissons du Golfe continuent de nager vigoureusement. «Nulle part dans le monde, les poissons ne peuvent maintenir leurs activités essentielles à des températures aussi élevées», s'est émerveillé Vaughan.

Les observations du laboratoire correspondent aux données recueillies sur le terrain. En été, les récifs regorgent de vie. Les biologistes ne sont pas si adaptables – à cette époque de l'année, ils plongent parfois avec des sacs à dos d'hydratation. Ils soupçonnent que le secret de la survie des poissons du Golfe pourrait se cacher dans leur cœur et leurs branchies. Lorsque la température se réchauffe, leur muscle cardiaque peut s'épaissir pour pomper plus de sang et leurs branchies peuvent changer de forme pour augmenter la surface à travers laquelle ils captent l'oxygène. «Il y a probablement plusieurs façons d'expliquer comment les poissons se sont adaptés, mais nous explorons actuellement cette théorie», dit Vaughan.

Ces remarquables capacités d'adaptation ne doivent cependant pas nous induire en erreur. Bien qu'elles aient les limites thermiques les plus élevées du monde, la faune des récifs coralliens du Golfe n'est pas à l'abri des anomalies de température extrêmes. Le golfe Persique se réchauffe à près du double de la moyenne mondiale. Il est difficile de prédire comment la vie marine qui vit près du seuil de sa tolérance thermique va réagir à de nouvelles hausses des températures de la mer. Un épisode de blanchiment sévère à la fin de l'été 2017 a été considéré comme un signe inquiétant. «Beaucoup d'entre nous ont pleuré», se souvient Vaughan.

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