Le projet « Pourquoi pas les abysses ? », une initiative audacieuse, a conduit des équipes de recherche à travers les océans du monde. Leur quête ? L’ADN des créatures minuscules qui peuplent les profondeurs. Le photographe Gilles Martin a immortalisé ce bestiaire miniature, capturant l’essence de ces êtres méconnus entre Saint-Pierre-et-Miquelon et Brest.
Une nuit à bord du « Pourquoi pas ? »
À bord du « Pourquoi pas ? », en plein cœur de l’Atlantique nord, l’excitation est palpable. Une « carotte » de sédiments, renfermant des secrets précieux, est sur le point de remonter à la surface. Daniela Zeppilli, Sophie Arnaud-Haond et Julie Poulain attendent avec impatience le retour de l’Oktopus, un engin de pêche qu’elles ont envoyé à plus de 3000 mètres de profondeur. L’espoir est que les dix tubes de l’Oktopus reviennent remplis de précieux sédiments. Le travail sur les échantillons commencera sans tarder, le sommeil étant un luxe rare dans ces moments cruciaux.
La méiofaune : des animaux minuscules, un rôle immense
L’attention de ces scientifiques est entièrement tournée vers la méiofaune, des animaux de taille minuscule. Les plus grands spécimens atteignent à peine un millimètre, tandis que les plus petits se mesurent en centaines de microns. Tous sont des métazoaires, des organismes pluricellulaires.
Daniela Zeppilli souligne l’importance de ces créatures : « Ces petites pièces du puzzle sont essentielles au fonctionnement de l’écosystème. Elles se sont adaptées à des conditions extrêmes, survivant à des pressions énormes, des variations de température importantes et parfois même à l’absence d’oxygène. Leurs interactions avec les bactéries sont fascinantes. »
Ces organismes peuvent nous éclairer sur de nombreux sujets, notamment la santé humaine et l’adaptation au changement climatique. Leur ADN renferme des clés pour répondre à des questions fondamentales. Daniela Zeppilli insiste sur l’urgence d’étudier ce trésor à portée de main.
Le biomimétisme, qui consiste à s’inspirer de la nature pour innover, pourrait grandement bénéficier de ces découvertes. Daniela Zeppilli appelle à accélérer la recherche avant que ces espèces ne disparaissent. L’intelligence artificielle, combinée à l’observation directe de la nature, pourrait révolutionner nos connaissances.
L’exploration des plaines abyssales : un défi majeur
L’équipe se lance à la recherche de ces créatures dans les vastes plaines abyssales, un territoire encore largement inexploré. Sophie Arnaud-Haond explique que les grands fonds ont été étudiés dans les années 50 et 60, mais la découverte des sources hydrothermales a détourné l’attention. Pourtant, ces plaines représentent plus de la moitié de la surface de notre planète.
Même si elles apparaissent comme des déserts avec une faible biomasse, elles abritent une diversité d’espèces surprenante. La chercheuse souligne que nous ne connaissons pas la moitié de notre planète, et qu’un outil standardisé permettrait de comparer les résultats et d’harmoniser les observations à l’échelle mondiale. La technologie utilisée permettra de valider ou d’infirmer les hypothèses émises depuis des décennies sur la distribution de ces espèces.
Sophie Arnaud-Haond précise que l’uniformisation des observations permettra de passer d’inventaires régionaux indépendants à un inventaire global.
Le choix méticuleux des sites de prélèvement
L’équipe s’appuie sur les images du sonar pour choisir les sites de prélèvement. Le sonar permet de déterminer si le fond est meuble ou dur. L’objectif est de repérer des zones dégagées pour éviter d’endommager le matériel. Il faut parfois faire des compromis ou attendre une zone plus propice.
Daniela Zeppilli souligne que le carottier n’est pas équipé de caméra, ce qui rend le travail « à l’aveugle ». L’attente est longue et la déception peut être grande si les clapets du carottier ne se ferment pas correctement. Même lorsque le système fonctionne parfaitement, le contenu de la carotte reste une surprise. La moisson peut varier d’une dizaine à plusieurs centaines d’espèces, et le nombre total d’espèces vivant dans les fonds abyssaux reste inconnu.
La nature du sédiment, qu’il soit collant, sableux ou pulvérulent, influence la biodiversité. Des analyses sont effectuées pour étudier cette influence. Des prélèvements d’eau sont également réalisés à l’aide d’une pompe appelée « Salsa » pour capturer les espèces vivant à proximité du fond.
Un rythme de vie dicté par les échantillons
Daniela Zeppilli décrit l’excitation ressentie lors de la remontée d’animaux vivants : « Impossible de me reposer, je veux tout voir, tout observer, surtout mes petits vers ! Je veux comprendre leur comportement, leur alimentation, leurs mouvements, les bactéries avec lesquelles ils vivent en symbiose. »
À bord, la vie de l’équipe est rythmée par les repas et le travail acharné sur les échantillons. Le sommeil est fractionné, et l’équipe se plonge corps et âme dans sa mission. Daniela Zeppilli décrit cette expérience comme un « univers parallèle » où le jour et la nuit n’ont plus d’importance.
La mise au point d’outils et de protocoles : un travail de longue haleine
Sophie Arnaud-Haond explique que depuis une dizaine d’années, l’équipe adapte des méthodes de microbiologie à l’étude des organismes pluricellulaires. L’objectif est de développer une méthode standardisée et des protocoles d’échantillonnage transférables à d’autres équipes.
Grâce aux campagnes Amigo, près de 80 sites ont été échantillonnés à travers le monde, soit par les équipes de l’Ifremer, soit par des équipes étrangères. La seule zone manquante est celle des pôles.
Au-delà de la standardisation des méthodes de prélèvement, il a également fallu développer des outils moléculaires et bio-informatiques pour le traitement des données. Ce travail de fond a nécessité trois années de préparation. En 2017, l’équipe a obtenu le soutien du Genoscope, indispensable à la poursuite de ses travaux. La combinaison des données ADN et des observations morphologiques promet une avancée considérable des connaissances.
« Un grand sourire dans l’Atlantique »
La flotte de l’IFREMER a mis à disposition du projet les temps de transit de ses navires, une opportunité inestimable pour les chercheuses. Lors de l’opération Saint-Pierre-et-Miquelon / Brest, elles ont profité de ce transect pour effectuer des carottages à différentes profondeurs, jusqu’à la ride médio-atlantique.
Sophie raconte : « Nous avons fait ce que j’appelle « un grand sourire dans l’Atlantique ». Nous voulons étudier la distribution des espèces de part et d’autre de la ride, déterminer si elle constitue une barrière à la migration et comparer la structure des communautés des deux côtés. »
Les missions Amigo ont permis de prélever des échantillons dans des zones variées, y compris les fosses hadales du Pacifique, à plus de 6000 mètres de profondeur. Un appel international a également permis de collecter des carottes prélevées par d’autres équipes.
Les chercheuses sont désormais en pleine phase d’analyse, un travail qui prendra au moins cinq ans. Sophie Arnaud-Haond précise que les sédiments et les banques d’ADN seront conservés pour de futures analyses avec des technologies plus avancées.
Le métabarcoding : une révolution dans l’étude de la biodiversité
Le programme de recherche repose sur le « metabarcoding », une technologie qui utilise des outils moléculaires pour révéler la biodiversité d’un échantillon complexe. Le principe est de cibler, d’amplifier et de séquencer des gènes marqueurs qui permettent d’identifier les espèces présentes dans un échantillon.
Ces codes à barres de l’ADN ont été obtenus grâce à une technologie de séquençage récente, développée par la société anglaise Oxford Nanopore Technologie. Cette technologie consiste à faire passer les molécules d’ADN amplifiées à travers des nanopores. Lorsqu’une molécule d’ADN traverse un nanopore, elle perturbe le signal électrique d’une manière spécifique à sa séquence.
Julie Poulain, ingénieure de recherche en biologie moléculaire au Genoscope, souligne l’importance du séquençage pour les études de biodiversité. La nouveauté de ce travail réside dans l’expérimentation de cette opération à bord du « Pourquoi pas ? » grâce au séquenceur nomade MinIon.
Le MinIon présente une marge d’erreur de 5 à 10%, contre seulement 0,1% pour les technologies de laboratoire. Des milliers de codes à barres d’ADN ont été séquencés en parallèle et comparés à des bases de données de référence. Ces bases de données, enrichies en permanence par les programmes de recherche, permettent de déterminer si l’on est en présence de nouvelles espèces. Ces informations sont ensuite recoupées avec les observations morphologiques.
Julie Poulain explique que le séquençage in situ permet d’obtenir des résultats en 24 à 48 heures, ce qui peut faciliter le stockage des échantillons et permettre de sonder un site de prélèvement avant de l’explorer plus en profondeur.
Le « Pourquoi pas ? » : un navire emblématique
Le « Pourquoi pas ? », navire hauturier de 110 mètres de long, appartient à la flotte de l’IFREMER. Il porte le nom des quatre navires du commandant Charcot, océanographe spécialisé dans les expéditions polaires. En service depuis 2005, il est utilisé pour des missions hydrographiques, cartographiques et par la Marine nationale.
Gilles Martin : un photographe au service des abysses
Daniela Zeppilli explique que l’objectif était de révéler la beauté des créatures abyssales, à l’image de ce que Tara a fait pour le plancton. C’est pourquoi ils ont fait appel à Gilles Martin, un photographe talentueux capable de capturer l’infiniment petit avec un regard d’artiste.
Gilles Martin a photographié la méiofaune, mais aussi la macrofaune, notamment des vers polychètes, des crustacés et des mollusques. Il a commencé par immortaliser le travail des chercheuses à bord du « Pourquoi pas ? ». Sa mission l’a ensuite conduit à travailler à différentes échelles, explorant un monde qui lui était inconnu.
Dans son studio à Tours, il a utilisé du matériel adapté à la taille des animaux : soufflet, stéréomicroscope et microscope optique Zeiss. Il s’est également rendu à l’IFREMER à Brest pour travailler avec un microscope à balayage électronique, capable de grossissements de plusieurs millions de fois.
Daniela Zeppilli se souvient des débats passionnés avec le photographe, mais le résultat est là : des clichés magnifiques qui ouvrent une fenêtre sur un monde insoupçonné. Vous pouvez découvrir son travail sur son site web : https://www.gilles-martin.com.
Une exposition et un film pour partager les secrets des abysses
L’exposition « Secrets des abysses », réalisée par Ifremer avec les images de Gilles Martin, est présentée au festival de Montier-en-Der. Un film consacré à la mission AMIGO est également en préparation.
Cet article, initialement écrit par Isabelle Croizeau pour l’édition papier de PLONGEZ!, a été adapté pour le web.
