Comment les gorgones survivent-elles au réchauffement ?

Depuis juin 2024, des biologistes et plongeurs scientifiques mènent une étude approfondie sur les colonies de gorgones rouges dans les eaux du Parc national des Calanques, à Marseille. Ce projet, nommé BUFFER, vise à comprendre comment cette espèce résiste au réchauffement climatique.

« Les gars, on doit se réunir. Il se passe quelque chose de grave ! » En août 2022, le biologiste marin Tristan Estaque alerte ses collègues spécialistes du coralligène à Marseille. Les vagues de chaleur marine successives déciment de nombreuses espèces, y compris les gorgones rouges (Paramuricea clavata). Tous ceux qui plongent cet été-là constatent que les magnifiques éventails pourpres sont remplacés par des squelettes bruns, où quelques individus survivent parfois.

Rapidement, une visioconférence est organisée. Les membres du « Consortium coralligène », dispersés dans différents laboratoires, se réunissent pour discuter de la situation. Parmi eux, l’écologiste Joachim Garrabou, basé en Espagne à l’Institut de Ciences del Mar (ICM) de Barcelone, et Jean-Baptiste Ledoux, écologiste moléculaire au Portugal au CIIMAR de Porto. Didier Aurelle, généticien des populations, partage son temps entre le MIO à Marseille et le MNHM à Paris. Bastien Mérigot et Quentin Schull, de l’UMR MARBEC et de l’université de Montpellier, sont en Hérault, tandis que Stéphane Sartoretto et Nathaniel Bensoussan d’IFREMER se trouvent respectivement à la Seyne-sur-Mer et à Brest. Tristan Estaque, basé à Marseille, a rejoint l’association Septentrion Environnement après son master en océanologie biologique et écologie marine.

Tous plongeurs, ils se retrouvent dans la baie de Marseille pour réaliser des plongées d’observation. En quelques semaines, ils effectuent un recensement tragique de la mortalité des gorgones rouges sur une centaine de populations dans le Parc national des Calanques. Ces scientifiques ont l’autorisation de prélever des fragments sur une vingtaine de colonies de gorgones, situées entre 0 et 40 m de profondeur, échantillonnant à la fois des colonies résistantes et celles en déclin. Les échantillons sont conservés dans de l’alcool et placés au congélateur.

Des millions de marqueurs génétiques

Les questions scientifiques émergent rapidement. Pourquoi certaines colonies résistent-elles mieux aux températures élevées ? Existe-t-il un facteur génétique favorisant l’adaptation à ces conditions extrêmes, ou d’autres facteurs comme des éléments physiologiques ou microbiologiques ? Peut-on identifier des super gorgones, similaires aux super coraux isolés en Polynésie française ? Si oui, serait-il possible de restaurer les populations décimées à partir de ces super gorgones ?

Jean-Baptiste Ledoux souligne que l’impact des vagues de chaleur sur les colonies de gorgones rouges était visible jusqu’à -30 / -35 mètres. « Étant donné que l’effet des vagues de chaleur était limité au-delà de -35 m, on se demande si les populations profondes pourraient servir de refuge et de potentiel de recolonisation. Autrement dit, les larves des gorgones vivant en profondeur peuvent-elles recoloniser les populations de surface ? »

Paramuricea clavata forme des habitats, tout comme les arbres dans les forêts terrestres. Sa présence accroît la complexité de l’écosystème, ce qui bénéficie à de nombreuses espèces. Les scientifiques étudient cette espèce depuis des décennies. Dès 2010, la génétique des populations est analysée à partir d’une dizaine de marqueurs, révélant que les différentes colonies de gorgones sont peu liées génétiquement. Le recrutement des larves est très local.

« Les avancées technologiques en matière de séquençage haut débit ont révolutionné l’information que l’on peut extraire de l’ADN, explique Jean-Baptiste Ledoux. Ces méthodes, combinées à des approches bio-informatiques, permettent de cibler des milliers, voire des millions, de marqueurs génétiques. Cela offre une précision inégalée pour caractériser la diversité génétique des individus et des populations, les relations de parenté, la distance génétique entre populations, le nombre d’individus se reproduisant réellement, l’adaptation biologique des colonies à leur environnement local, ainsi que la connectivité entre les populations profondes et superficielles. » 

L’analyse haut débit pourrait également déterminer si la résistance des gorgones aux canicules sous-marines est d’origine génétique ou le résultat d’une acclimatation physiologique.

Un projet ambitieux

Avec cette perspective, Jean-Baptiste Ledoux initie le projet BUFFER, qui vise à « produire des outils scientifiques, politiques et de sensibilisation pour la conservation ciblée d’un écosystème menacé dans une aire marine protégée ». L’acronyme BUFFER signifie « nature-Based solUtions to protect a temperate coral impacted by extreme climatic events / eFFective consERvation and restoration of Paramuricea clavata in the Parc national des Calanques ». Ce projet est financé par la fondation Pure Ocean.

Plongées en profondeur

Depuis novembre 2024, Tristan Estaque et Olivier Bianchimani (Septentrion Environnement) ont plongé douze fois en recycleur pour échantillonner d’autres populations de gorgones rouges dans le Parc national des Calanques et ses environs. En plus de l’aspect résistance au stress thermique, l’originalité de BUFFER réside dans l’échantillonnage de populations de gorgones rouges à des profondeurs plus importantes. 

« Nous connaissons bien les sites du Parc national des Calanques, mais nous n’avons pas de base line génétique dans la zone mésophotique », précise Tristan, qui a plongé sur le site de La Pierre de Cassis. Depuis le navire Cromagnon, les plongeurs descendent jusqu’à -50 m, puis atteignent une roche à -70 m, où ils observent des patchs denses de gorgones rouges et jaunes, mais pas de grosses colonies. Des fragments de 1 à 2 cm sont prélevés sur une vingtaine d’individus différents et placés dans des sacs refermables. Après 25 minutes de travail entre 70 et 40 m et 50 minutes de décompression, cette plongée au trimix dure au total 90 minutes.

La pointe de Caramassaigne, à l’île de Riou, est un site de plongée réputé. « Amarré à une bouée, on descend vers un plateau rocheux à -35 m. Un couloir de sable descend ensuite jusqu’à -50 m. En remontant à -35 m, les gorgones sont en partie couvertes de mucilage, mais les populations semblent en bon état. Cependant, en novembre dernier, nous avons noté des nécroses sur les branches des gorgones, même à -47 m ! Bien qu’il n’y ait pas eu de mortalité massive, certaines colonies sont plus sensibles », s’inquiète le biologiste. D’autres plongées profondes ont eu lieu au printemps sur des sites plus éloignés : le Beach Rock à Cassis (-70 m) et la Roche des Blauquières (-80 m) à La Ciotat. À Marseille, une soixantaine de tubes remplis d’éthanol contiennent ces précieux échantillons, soigneusement référencés et étiquetés, en attente d’expédition au CIIMAR (Portugal) pour extraction et séquençage de l’ADN.

Conclusion

Cette étude vise à mieux comprendre l’écologie et la connectivité de la gorgone rouge, notamment les interactions entre les populations superficielles et mésophotiques. D’un point de vue appliqué, l’objectif est de proposer des mesures concrètes pour la gestion du Parc national des Calanques. En particulier, les scientifiques espèrent identifier les populations clés pour la connectivité de l’espèce au sein du parc, afin que les zones mésophotiques demeurent des sanctuaires essentiels. Tristan Estaque se souvient de ses premières plongées en 2017, où il observait une densité de gorgones bien plus importante qu’aujourd’hui. La situation actuelle souligne l’urgence de protéger ces écosystèmes fragiles face aux défis du réchauffement climatique.

Cet article, initialement écrit par Alexie Valois pour l’édition papier de PLONGEZ!, a été adapté pour le web.
Photos : Septentrion Environnement