Biologie des profondeurs – Plongez et découvrez
Par Rhian Waller et Tim Shank
Les océans du monde ont environ 300 fois plus de surface pour supporter la vie que les continents du monde. Parce que plus de 75% de l’océan profond se trouve en dessous de 1000 mètres, les profondeurs océaniques sont relativement inexplorées et jusqu’à récemment, inaccessibles. En explorant les pentes sous-marines des volcans des Galápagos, nous observons une vie que personne n’a photographiée auparavant. Les créatures qui vivent à ces profondeurs se sont adaptées à un mode de vie dans l’un des environnements les plus difficiles au monde.
Physophora hydrostatica. Siphonophore, ces animaux sont constitués de multiples unités, chacune spécialisée pour une fonction comme la nage, l’alimentation ou la reproduction. Cette construction « modulaire » permet à certains siphonophores de devenir très grands, plus de 30 mètres dans les profondeurs de l’océan. Bien que la plupart des siphonophores vivent sous la surface, le Man o’War portugais en est un qui repose à la surface, suspendu par un flotteur rempli de gaz.
La mer profonde est définie comme la partie de l’océan située en dessous de 200 mètres de profondeur. Cet environnement est considéré comme extrêmement rude avec des températures inférieures à 5 degrés Celsius, une pression extrême (2 000 mètres équivalent à environ 200 fois la pression atmosphérique au niveau de la mer), et aucune lumière solaire. Les animaux des profondeurs ont dû évoluer, souvent par des adaptations inhabituelles et uniques, pour vivre, se reproduire et prospérer dans ces conditions uniques.
Jusqu’à la fin du 19e siècle, beaucoup de gens considéraient que les grandes profondeurs de l’océan étaient trop dures pour accueillir la vie. Par conséquent, elles étaient largement inexplorées. À partir du début du XIXe siècle, des scientifiques européens ont commencé à sonder les profondeurs de l’Atlantique Nord pour voir s’ils pouvaient trouver de la vie dans les eaux profondes. Sur la base de quelques échantillons initiaux suggérant que des animaux vivaient dans les profondeurs de l’océan, le H.M.S. Challenger a été chargé d’une expédition autour du monde qui a duré de 1872 à 1876. Il a réussi à trouver une vie animale diversifiée jusqu’à 5 500 mètres et à faire d’autres découvertes importantes. Près d’un siècle plus tard, l’exploration des grands fonds lors de l’expédition danoise Galathea a permis de récupérer des animaux dans la fosse des Philippines, à 10 190 mètres.
Nous savons que la vie peut exister aux plus grandes profondeurs de l’océan, mais comment ces animaux se sont-ils adaptés à ces environnements extrêmes ?
Les animaux des profondeurs ont évolué pour contourner les problèmes liés à la vie en dessous de 2000m.
Vu l’absence de lumière solaire à de grandes profondeurs océaniques, comment les animaux des profondeurs se retrouvent-ils dans le noir ?
L’absence de lumière solaire a conduit à des adaptations visuelles et chimiques uniques. De nombreux poissons ont la capacité de produire une lumière chimique, un phénomène appelé bioluminescence, en oxydant des composés organiques.
De nombreuses théories sur le but de la bioluminescence ont été avancées, mais elle n’est pas encore totalement comprise. Les scientifiques pensent que la lumière pourrait aider les espèces à communiquer, à attirer un partenaire ou une proie, ou à dissuader les prédateurs. De nombreux organismes des profondeurs ont développé de très grands yeux rudimentaires pour maximiser leur capacité à voir cette lumière chimique, comme certaines des crevettes recueillies dans nos dragues à roches.
Certains animaux ont développé des moyens uniques pour attraper leurs proies. Le poisson tripode, Bathypterois, a développé de grands rayons de nageoire dans sa queue. Cela lui permet de se tenir debout sur les fonds marins sablonneux, avec des nageoires pectorales tendues qui ressemblent à des antennes. Les nageoires pectorales aident ces poissons des profondeurs à ressentir les vibrations dans l’eau et ainsi à sentir leurs proies à l’approche.
L’immense pression à des profondeurs inférieures à 2 000 mètres peut écraser les espaces d’air dans les humains. C’est pourquoi les submersibles comme Alvin ont une épaisse sphère de pression en titane où sont assis le pilote et les observateurs – afin qu’ils ne ressentent pas les tonnes de pression lors de leur descente dans les profondeurs de l’océan.
La plupart des organismes sous-marins n’ont pas d’espaces d’air. Ils sont constitués de matériaux entièrement liquides ou solides, et ne sont donc pas affectés par la pression dans ces espaces. Cependant, cela pose un problème pour les animaux qui se déplacent dans la colonne d’eau, comment un animal peut-il descendre à 2000 mètres et revenir à 1000 mètres, ou à la surface de l’océan, sans que la gravité ne le rende trop lourd pour remonter ?
Les baleines plongent régulièrement à de très grandes profondeurs. Elles le font en prenant de grandes bouffées d’air par leurs évents lorsqu’elles sont à la surface. Cet air passe dans les poumons, mais lorsque la baleine plonge plus profondément, la pression force l’air dans des sinus spéciaux remplis d’huiles grasses. L’air se mélange à ces huiles en faisant une émulsion, de sorte qu’il ne peut pas être écrasé.
Les requins et les raies ont une flottabilité neutre parce qu’ils ont un gros foie huileux (qui flotte) et une chair molle et aqueuse (qui coule). Certains poissons osseux ont des vessies natatoires, c’est-à-dire des cavités gazeuses dans lesquelles du gaz est constamment pompé ou évacué lorsque le poisson monte ou descend dans la colonne d’eau. Cela signifie qu’ils peuvent alourdir leur corps s’ils veulent descendre, ou l’alléger s’ils veulent remonter. Chez l’espèce des profondeurs Coryphaenoides, le poisson Grenadier, on trouve à la fois une grande vessie natatoire et un grand foie huileux. Cela les rend particulièrement efficaces pour passer d’une profondeur à l’autre.
Le manque de nourriture peut être un gros problème pour les animaux vivant dans les profondeurs. Dans les eaux de surface, les plantes marines appelées phytoplancton utilisent la lumière du soleil pour se développer par photosynthèse. Il s’agit de la principale source de nourriture pour de nombreux animaux qui vivent à la surface ou à proximité. Lorsque le plancton meurt, il coule et devient la nourriture des animaux qui vivent plus profondément dans la colonne d’eau. Seul 1 % de cette nourriture descend à des profondeurs de 1 000 mètres. Cela s’explique par le fait que le nombre d’animaux qui vivent dans les eaux de surface est élevé et qu’une grande partie de la nourriture est utilisée avant d’avoir la chance de couler dans les profondeurs de l’océan.
De nombreux organismes sont des charognards. Ils utilisent les maigres ressources qui atteignent ces profondeurs, comme les carcasses de baleines, les excréments de poissons et les fleurs de plancton mortes en surface. De nombreux invertébrés, comme les amphipodes, survivent à la chute de nourriture depuis la surface et, à leur tour, deviennent la proie d’autres espèces plus grandes.
A chaque expédition, de nouvelles espèces sont découvertes. Pourtant, de nombreux grands mystères existent encore. Des espèces que l’on croyait éteintes ont été retrouvées vivantes (le poisson cœlacanthe en est un exemple). D’autres espèces n’ont pas encore été retrouvées vivantes comme le calmar géant, l’arche. Au fur et à mesure que la technologie s’améliore, elle nous permettra d’observer de plus près les animaux des profondeurs pendant de plus longues périodes et nous en apprendra certainement encore plus sur les grandes et merveilleuses adaptations qui ont évolué dans les océans du monde.
Le diagramme de gauche montre comment l’océan est divisé en différentes catégories de profondeur. Le diagramme de droite montre à quelle profondeur les différentes couleurs de lumière pénètrent dans l’océan. Vous pouvez voir que la lumière rouge ne descend pas très loin, c’est pourquoi de nombreux animaux des profondeurs sont rouges, afin de se camoufler.