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Les coraux vivent généralement dans des eaux relativement pauvres en nourriture et à de faibles profondeurs, où la lumière du soleil peut pénétrer dans l'eau. L'observation des polypes montre que, pour la plupart, ces animaux sont colorés en jaune-brun. Cette coloration est due à la présence, dans des cellules du corail, d’organismes unicellulaires photosynthétiques, les zooxanthelles, Dinoflagellés brun doré du genre Symbiodinium. Sans les zooxanthelles, le corail serait blanc.
Les coraux durs batisseurs de récifs (Scléractiniaires ou Madréporaires) et certains Actiniaires, Corallimorphaires, Zoanthaires et Octocoralliaires (Alcyonacea et Gorgonacea) renferment tous des organismes unicellulaires de ce type.
L’association des coraux et des zooxanthelles profite aux deux partenaires et constitue une symbiose. Un corail peut se nourrir en filtrant les particules présentes dans l'eau, mais, en réalité, une grande partie de sa nourriture lui est fournie par les zooxanthelles qu’il contient.
Les zooxanthelles captent la lumière du soleil. Grâce à cette énergie, les zooxanthelles produisent de la matière organique : c'est la photosynthèse. Elles en produisent même plus qu'elles n'en ont besoin: le restant sert à nourrir le corail. En échange, le corail produit des substances, comme de l'azote ou du phosphore, dont les zooxanthelles ont besoin.
La lumière un facteur écologique important. Un manque de lumière entraîne une plus forte dispersion des zooxanthelles et une diminution de leur nombre. A l’inverse trop de lumière peut conduire à une abondance de zooxanthelles et une régression des polypes: les coraux blanchissent.
Face à des stress d’origine naturelle (élévation de la température, forts coefficients de marée, prolifération d'Acanthasters …) ou anthropique (pollutions, sédimentation terrigène, …), les coraux réagissent de manière variable selon l’intensité de la perturbation et l’espèce considérée. Ainsi, lorsque la température de l’eau de mer dépasse de manière prolongée la valeur maximale de tolérance, l’activité photosynthétique des zooxanthelles devient trop élevée et conduit les polypes à rejeter activement les zooxanthelles.(L.Charpy ARVAM & J.P.Quod IRD)
Ces situations sont, dans certaines limites, réversibles si les conditions redeviennent favorables. Mais le processus de réchauffement global de l’atmosphère et des océans, qui pourrait atteindre 2°C sur les 50 prochaines années constitue une menace sérieuse pour la survie des coraux puisque la limite de tolérance serait durablement dépassée.

LE PLANCTON

Dans l’océan, le plancton regroupe tout les êtres vivants qui sont passivement transportés par les courants ou les mouvements de la mer. En réalité beaucoup de ces organismes planctoniques sont, quand même, capables de se déplacer par eux-mêmes dans un espace limité. Ces organismes sont des animaux ( zooplancton) qui , comme certaines méduses, peuvent atteindre une taille de plusieurs mètres, des végétaux microscopiques ( phytoplancton) ou encore des bactéries ( bactérioplancton) et même des virus.
Il faut bien aussi se représenter que l’essentiel de la vie marine - et de la planète Terre - est fait d’organismes unicellulaires, microscopiques, dont la taille moyenne est de quelques fractions de microns.

LE PHYTOPLANCTON

Dans le phytoplancton, on trouve des végétaux microscopiques vivant dans les océans mais aussi dans les eaux douces. Il en existe de très nombreuses espèces ayant chacune leur forme caractéristique, leurs mileux de vie, en particulier en fonction des nutriments disponibles : azote, phosphore, fer,… et , bien sur, CO2 .
On peut considérer que le phytoplancton assure deux rôles essentiels : capter l’énergie solaire pour, au moyen de la photosynthèse capter le CO2 et le transformer en matière organique vivante et constituer le premier maillon de la chaîne alimentaire : sans phytoplancton, pas de poissons ! Certaines espèces comme Emiliania huxleyi sont aussi capables de fabriquer directement du calcaire ( carbonate de calcium). Ainsi, à l’échelle des temps géologiques, l’océan constitue le principal système de stockage du CO2.

PHYTOPLANCTON ET CHANGEMENT GLOBAL

Plus il y a de phytoplancton dans les océans, plus le CO2 est absorbé. Ceci doit contribuer à diminuer la teneur en CO2 de l’atmosphère et réduire l’effet de serre. Et plus il y a de CO2, plus les oranismes phytoplantonique croissent …à condition qu’il y ait suffisamment de nutriments – le fer est limitant - … à condition aussi que l’océan ne devienne pas trop acide. Les scientifiques suivent donc de très près le comportement du phytoplancton, en particulier en analysant les images obtenues par les satellites capables de distinguer les couleurs des différents pigments photosynthétiques.

UNE REVOLUTION DANS L'OCEAN: LA BIO-CALCIFICATION

Une grande partie des animaux posède un squelette interne ( vertébrés) ou externe ( invertébrés). Certaines micro-algues marines comme les cocolithophorides ( Emiliana huxleyi) sont également munies d’une sorte de squelette externe composé d’une juxtaposition de disques de de carbonate de calcium. D’autres, comme les diatomées font appel à la silice pour se protéger.

Dans tous les cas, ces squelettes sont formés de matériaux composites créés par les organismes vivants eux-mêmes. Ces bio-matériaux sont les précurseurs de nos matériaux composites modernes. Il en ont la légèreté et la résistance mais aussi et bien d’autres propriétés.

L’origine des biomatériaux calcifiés remonte à plusieurs centaines de millions d’années. Il fut une époque ( il y a plus de 600 millions d’années) où l’océan était beaucoup plus salé ( minéralisé) qu’aujourd’hui. Les animaux étaient alors dépourvus de squelette et se protégeaient des dépots de minéraux et , en particulier de calcaire, en s’entourant d’un mucus.
Avec la salinité décroissante de l’océan, cette protection est devenue de moins en moins nécessaire et,au fil du temps, les molécules de mucus ont évolué pour disposer, de place en place, de points d’accrochage pour le calcium. C’est là l’origine de la matrice organique qui constitue la base des os ( vertébrés) ou des carapaces ( insectes, crustacés, etc.) . Les biochimistes ont récemment pu reconstituer l’histoire de ces molécules de mucus qui ont toutes un petit air de famille mais aussi leur découvrir de très interessantes propriétés dans le domaine de la santé..

L’expansion et la diversification de ces animaux à squelette sont venue après les extinctions massives survenues entre 610 et 570 millions d’années ou plus récemment( environ 200 millions d’années) pour les microagues calcaires comme E. huxleyi. Les places laissées libres ont été rapidement colonisées par ces nouveaux venus qui ont eu le succès que l’on sait.

LA BIODIVERSITE MARINE

La vie est née dans les océans, profondeurs abyssales près des rejets des sources hydrothermales ou bien dans des lagunes littorales, on ne sait pas encore très bien. C’était il y a près de 3,8 milliards d'années et cette durée doit être mise en perspective avec celle relativement courte des 400 millions d'années de la vie continentale. C’est ainsi que la vie marine est, au terme d’une très longue évolution, par de nombreux aspects, différente de celle des terres émergées mais aussi beaucoup plus diverse.

Encore faut-il s’entendre sur ce que signifie le terme « biodiversité ».

Les océans sont beaucoup plus stables que les environnements terrestres et, de ce fait, favorisent moins les effets de « niches »: Aujourd’hui, les espèces marines ne représenteraient, finalement que 10 % environ de celles qui sont connues aujourd'hui (les insectes en représentent bien plus de la moitié). Mais cette stabilité des océans a, à l'inverse, favorisé le maintien des très nombreuses formes d'organisation, les phylums*, dont un grand nombre ne se retrouve que dans les océans. Phylum, par exemple, chez les animaux, celui des Vertébrés, des Poissons aux Primates, phylum encore celui des Echinodermes : oursins, étoiles de mer,… mais qui a vu des oursins ou des étoiles de terre : ce phylum est exclusivement marin.
Chez les végétaux on compte trois mondes différents : le vert, le rouge et le brun. Le vert peuple les océans et les terres émergées : ce sont nos végétaux des forêts, des champs, des pelouses ou bien encore des algues vertes. Rouge et brun, plus récents dans l’évolution sont ( presque) exclusivement marins : algues rouges, algues brunes.

On sait aussi que la quasi totalité de la production de biomasse des océans provient de minuscules organismes photosynthétiques (picophytoplancton),
encore inconnus il y a vingt ans, et que ces organismes assurent une part majeure du fonctionnement géophysiologique de la planète. C'est ainsi qu'en 2004, 60 chercheurs de 13 nationalités différentes ont étudié la vie dans les grandes profondeurs, le long de la dorsale médio-atlantique (expédition Mar-Eco 2004), capturant des espèces rares et pour certaines jamais décrites de poissons, de calmars et d'organismes encore inclassables. Même les campagnes de pêche commerciale rapportent régulièrement des espèces de poissons jusqu'alors totalement inconnues des scientifiques.
La réalité de la biodiversité marine va sans doute au-delà de ces observations classiques. Les missions de découverte et d'observation des fonds marins laissent parfois apercevoir, furtivement, des êtres vivants parfaitement inconnus, inclassables. Peut-être certains d'entre eux représentent-ils des phylums ignorés et, sans doute pour longtemps, hors de notre champ d'investigations.

Bien d'autres facteurs doivent être pris en compte pour comprendre la nature spécifique de la biodiversité marine. C'est donc tout un ensemble de contraintes physico-chimiques d'organisations tridimensionnelles complexes qui encadre chaque organisme, à l'image de la pression, de l'absence de lumière aux très grandes profondeurs, des îlots chimio-synthétiques près des fumeurs abyssaux ou tout simplement le fait que la mer soit salée : chlore, brome, iode sont incorporés dans des structures moléculaires des organismes marins.

UN PETIT VER MARIN SOUS LES FEUX DE LA RAMPE

Jusqu’à présent, le ver annelide Platynereis dumerilii était, pour les spécialistes, un objet de curiosité essentiellement en raison de ses rythmes de reproduction calqués sur les cycles lunaires. Depuis quelque temps, Platynereis dumerilli a atteint le statut envié de modèle d’étude pour les biologistes: Facile à élever en laboratoire, Platynereis a tout du fossile vivant. L’organisation de son corps, en segments répétitifs, semble avoir peu évolué depuis 600 millions d’années.
Des chercheurs de l’EMBL ( Laboratoire Européen de Biologie Moléculaire) ont monté que l’Homo sapiens est en réalité génétiquement beaucoup plus proche de Platynereis, cet humble ver marin, que d’ organismes aussi sophistiqués que l’abeille. Autre résulat de ces études, un ancètre commun d’Homo sapiens et de Platynereis serait Urbilateralia . Urbilateria… C’est l’appellation érudite donnée à l’ancêtre hypothétique commun de tous les animaux «symétriques bilatéraux» – par rapport à l’axe de leur corps –, des vers aux insectes et des poissons aux mammifères. Urbilateria vivait il y a plus de 600 millions d’années, mais on ne sait presque rien de cette créature, qui n’a laissé aucun fossile. Urbilateria passionne donc les spécialistes de l’évolution.
Mais Platynereis tient aussi la vedette pour une autre raison : Les larves de Platynereis possèdent l’œil le plus simple de tout le monde animal, sans très proche du premier œil développé au cours de l’évolution. Ces « yeux » ne peuvent former une image mais ils sont connectés à une fibre nerveuse et permettent aux larves de se déplacer en fonction de la lumière. Ces yeux sont composés uniquement de deux cellules. Le photorécepteur détecte la lumière et la transforme en signal électrique transmis par une fibre nerveuse à des cellules munies de cils dont les battements assurent le déplacement de la larve. Des modifications de l’éclairage entraînent un changement dans le battement des cils.La seconde cellule contient des pigments et confère la sensibilité à la direction de la lumière

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Mechanism of phototaxis in marine zooplankton.
Jékely G, et al. Nature. 2008 Nov 20;456(7220):395-9.