Mers Australes - Une mission scientifique en antartique

OBJECTIFS SCIENTIFIQUES

Sur l'Aurora Australis

Récolter les espèces vivantes d’un secteur encore inexploré

Le programme de l’IPEV (Institut Paul Emile Victor), « ICOTA » (Ichtyologie côtière en Terre Adélie) initié en 1996 par Jean-Claude Hureau, Professeur au Muséum national d’Histoire naturelle, et repris quatre années plus tard par Philippe Koubbi (Professeur au Laboratoire d'Océanographie de Villefranche, Université Paris VI) et Catherine Ozouf-Costaz (Ingénieur de Recherche au CNRS), a permis d’accéder à une connaissance assez complète de la composition de la faune des poissons Notothenioïdes Le sous-ordre Notothénioïdes fait partie de la famille des Notothénidés. Les poissons de ce sous-ordre, aussi nommés icefishes (poissons des glaces), vivent dans les eaux glaciales de l’océan Austral grâce à des adaptations biochimiques qui leur permettent de ne pas geler dans une eau à -2°C. Leur faible tolérance aux températures plus chaudes en fait des espèces intéressantes pour évaluer les conséquences des modifications du climat de la planète sur l’écosystème marin antarctique. côtiers de Terre Adélie jusqu’à 200 mètres de profondeur, ainsi qu’aux caractéristiques de leurs biotopes (hydrologie, plancton, faune benthique associée).
Opération de pêche  au filet à plancton en Terre Adélie, à bord du « Seatruck »

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Opération de pêche au filet à plancton en Terre Adélie, à bord du « Seatruck »

© Catherine Ozouf-Costaz

En dessous de 200 mètres de profondeur, la biodiversité des poissons et de la faune marine benthique est encore mal connue. Son exploration couplée à la comparaison avec d’autres secteurs de l’Océan Austral, tels que la Mer de Ross (Mac Murdo, Terra Nova Bay), la Baie Prydz, la Péninsule Antarctique et la Mer de Weddell apportera des données nouvelles.

Pour les espèces côtières de poissons, des différences significatives de la composition faunistique ont déjà été observées entre ces secteurs. Chez certaines espèces de poissons Notothenioides, ces différences se retrouvent jusque dans les caractéristiques génétiques et chromosomiques. Ceci suggère d’importantes divergences entre populations.

Avec les moyens offerts par l’Aurora Australis, nous allons explorer la diversité des poissons (Notothenioïdes, Liparidés Les liparidés, en latin liparidae, est une famille de poissons benthiques des mers froides dont la particularité est d’être entouré d’une couche gélatineuse qui leur assure une certaine flottabilité tout en restant dans le fond marin., Zoarcidés Zoarcidés, en latin Zoarcidae, est une famille de poisson à l'apparence d'une anguille. Elle compte 220 espèces marines, certaines de grandes profondeurs.et Chondrychtiens Les condrychtiens sont des poissons de la famille famille des poissons cartilagineux. Les requins et les raies mantas font partie des chondrichtyens.) et des organismes benthiques L'adjectif benthique dérive de benthos et s'emploie pour préciser qu'une espèce vit dans la zone de fond marin, soit à proximité du fond (organismes vagiles), soit directement sur le substratum (épibenthique), soit même dans celui-là (endobenthique).depuis leurs habitats jusqu’à leurs caractéristiques moléculaires. Cette exploration se fera dans trois secteurs océanographiques aux caractéristiques physiques et écologiques différentes et situés entre le glacier Mertz et la Terre Adélie.

Les scientifiques remontent un trémail à bord du « Seatruck »

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Les scientifiques remontent un trémail à bord du « Seatruck »

© Catherine Ozouf-Costaz

Carte du continent antarctique

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Carte du continent antarctique

© MNHN

Inventorier pour mieux comprendre

L’objectif majeur de la mission CEAMARC est d’inventorier la biodiversité de la faune et de la flore dans un secteur pratiquement inexploré à ce jour. Des collections de références seront constituées pour tous les groupes, par espèce présumée (différentes tailles, stades…) en prenant en compte la variabilité morphologique, par type de prélèvement (animal entier, tissus pour la biologie moléculaire, préparations chromosomiques, cultures de cellules), par type de secteur. Ces collections seront ensuite hébergées au Muséum national d’Histoire naturelle et seront à la disposition de la communauté scientifique nationale et internationale. Une photothèque et une vidéothèque seront également constituées afin de compléter les données.

La connaissance de la biodiversité est fondamentale pour mieux comprendre le fonctionnement des écosystèmes. Le résultat de ces efforts devrait permettre non seulement d’établir un inventaire détaillé de la faune marine sur la zone de Terre Adélie, et de connaître sa répartition, mais d’améliorer notre capacité à prédire l’avenir de notre biosphère dans un environnement changeant, du fait des perturbations provoquées par les icebergs, de la fracture des glaciers ou du réchauffement des masses d’eaux. L’objectif est de mieux comprendre l’évolution des espèces antarctiques en liaison avec l’histoire de cet océan mais aussi de proposer des modèles biogéographiques qui pourront être utilisés pour la gestion de cet océan (programme de bio-régionalisation de la CCAMLR). Les résultats de ces campagnes permettront d’alimenter la base de données internationale du SCAR-MARBIN (Marine Biodiversity Information Network).

Dans le cadre des changements climatiques, les variations d’abondance des espèces de krill et des poissons de la colonne d’eau (Pleuragramma antarcticum et Myctophidés) sont essentiels afin de comprendre comment ils influencent les chances de survie des prédateurs supérieurs (oiseaux de mer et mammifères marins). Avant de mettre en place un suivi à long terme de l’écosystème pélagique, il est nécessaire de déterminer les différentes régions océanographiques (1) de la côte au large mais aussi (2) en fonction des particularités de la zone entre la Terre Adélie et le glacier du Mertz. On sait que ce secteur est largement influencé par la fréquence des vents catabatiques Les vents catabatiques, du grec cata qui signifie vers le bas, sont des vents observés sous toutes les latitudes dans le monde dès que la course de l'air refroidi rencontre une pente sensible mais ils sont particulièrement très violents en Antarctique. La violence de ces vents s’explique entre autres par le contact direct des calottes glaciaires avec les couches inférieures de l’atmosphère qui deviennent alors extrêmement froides. Ces masses d'air froid se contractent et s'alourdissent encore lorsqu'elles se mettent en mouvement sous l'effet de la déclivité des calottes glaciaires.violents qui dévalent du continent et par la formation d’eau profonde. Nous tenterons de comprendre comment les organismes pélagiques réagissent à ces particularités.
Ces campagnes permettront de participer au programme de bio-régionalisation de la CCAMLR. Les résultats de ces campagnes permettront d’alimenter la base de données internationale du SCAR-MARBIN (Marine Biodiversity Information Network).
 
 
 

Conservation des spécimens à sec, zoothèque du Muséum

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Conservation des spécimens à sec, zoothèque du Muséum

© Delphine Brabant / MNHN

Conservation des spécimens dans l'alcool

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Conservation des spécimens dans l'alcool

© Delphine Brabant / MNHN

Etablir des relations de parenté entre organismes

Un autre objectif résulte pour partie de l’important effort d’inventaire et concerne les relations de parenté (ou phylogénie La phylogénie du grec phylon qui veut dire tribu, race et genesis signifiant naissance/origne, est l'étude de la formation et de l'évolution des organismes vivants en vue d'établir leur parenté. Une phylogénie est représentée couramment par un arbre phylogénétique.) entre organismes.

Parallèlement aux approches morphométrique La morphométrie est l'étude et l'analyse de la géométrie d'objets ou d'organes. Elle repose en particulier sur une approche statistique. Elle est utilisée dans différents domaines comme la botanique, la zoologie, l’anthropologie, l’archéologie. Les méthodes de la morphométrie géométrique permettent d’estimer quantitativement un degré de ressemblance ou l’ampleur de la différence entre objets, et peuvent donc être d’un grand apport dans l’étude des relations phylogénétiques, évolutives, et biogéographiques. et anatomique, une des approches pour appréhender ces liens de parenté est l’analyse moléculaire. Cependant, ces liens de parenté au sein de certaines familles de poissons Notothenioïdes Le sous-ordre Notothénioïdes fait partie de la famille des Notothénidés. Les poissons de ce sous-ordre, aussi nommés icefishes (poissons des glaces), vivent dans les eaux glaciales de l’océan Austral grâce à des adaptations biochimiques qui leur permettent de ne pas geler dans une eau à -2°C. Leur faible tolérance aux températures plus chaudes en fait des espèces intéressantes pour évaluer les conséquences des modifications du climat de la planète sur l’écosystème marin antarctique., de même que pour certaines familles de la faune benthique L'adjectif benthique dérive de benthos et s'emploie pour préciser qu'une espèce vit dans la zone de fond marin, soit à proximité du fond (organismes vagiles), soit directement sur le substratum (épibenthique), soit même dans celui-là (endobenthique). (par exemple les échinodermes, les éponges) sont difficiles à établir, et la connaissance de leurs particularités (spécialisations) écologiques et des réseaux trophiques peuvent y contribuer.









Arbre phylogénétique des vertébrés chondrychtyens

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Arbre phylogénétique des vertébrés chondrychtyens

© Samuel Iglésias

Analyser les communautés benthiques

L’analyse des communautés benthiques L'adjectif benthique dérive de benthos et s'emploie pour préciser qu'une espèce vit dans la zone de fond marin, soit à proximité du fond (organismes vagiles), soit directement sur le substratum (épibenthique), soit même dans celui-là (endobenthique). (y compris poissons démersaux Par opposition à la zone pélagique, partie des mers ou océans qui comprend la colonne d’eau, la zone démersale est la zone d’eau proche des côtes ou du fond marin (plaine abyssale). La faune vivant dans cette zone est dite démersale.) sera un autre de nos objectifs. Ces communautés se caractérisent par une grande diversité. Le passage d’une communauté à l’autre s’effectue dans ces zones très rapidement. La structure de ces communautés est étroitement liée aux caractéristiques spécifiques des masses d’eau, à la bathymétrie La bathymétrie, du grec bathus (profond) et metron (mesure) est une opération consistant à mesurer la profondeur des fonds sous-marins. Autrefois effectuée grâce à des sondes, elle l'est actuellement par échosondage : les réflexions sur le fond d'ondes acoustiques émises à partir d'un navire sont enregistrées. Le temps d'aller-retour pour une onde donnée permettant de calculer la profondeur. des profils puis des cartes bathymétriques sont ainsi dressés.et aux impacts des icebergs, lorsqu’ils labourent les fonds. La caractérisation de ces communautés se fait essentiellement par la prise de photographies et/ou de films vidéos. Les océanographes auront en charge la caractérisation des masses d’eau.



Le ROV (Remote Operated Vehicle (littéralement, véhicule commandé à distance)

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Le ROV (Remote Operated Vehicle (littéralement, véhicule commandé à distance)

© IPEV

Assemblage benthique composé de bryozoaires, éponges, ascidies et échinodermes.

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Assemblage benthique composé de bryozoaires, éponges, ascidies et échinodermes.

© AWI, Gutt 1998