La chimie de l'océan est en train de changer. La plupart des discussions sur les changements climatiques portent sur la chaleur de l'air, mais environ le quart du dioxyde de carbone que nous rejetons dans l'atmosphère se dissout dans l'océan. Le dioxyde de carbone dissous rend l'eau de mer plus acide - un processus appelé acidification des océans - et ses effets ont déjà été observés: les coquilles des papillons de mer, également appelés ptéropodes, ont commencé à se dissoudre dans l'Antarctique.
Les petits papillons de mer sont apparentés aux escargots, mais leur pied musclé leur permet de nager dans l'eau au lieu de ramper le long d'une surface. De nombreuses espèces ont des coquilles minces et dures en carbonate de calcium qui sont particulièrement sensibles aux changements d'acidité de l'océan. Leur sensibilité et leur nature cosmopolite en font un groupe d'étude séduisant pour les scientifiques qui souhaitent mieux comprendre les effets de l'acidification sur les organismes océaniques. Mais certaines espèces de ptéropodes se débrouillent très bien dans des eaux plus acides, tandis que d'autres ont des coquilles qui se dissolvent rapidement. Alors pourquoi certaines espèces périssent-elles alors que d'autres prospèrent?
Il est difficile de répondre à une question lorsque les scientifiques peuvent difficilement distinguer les espèces de ptéropodes en premier lieu. Le ptéropode en forme de cône présenté ici fait partie d'un groupe de papillons marins écossés appelés thecosomes, du grec «corps enveloppé». Il existe deux autres groupes: les pseudothécosomes ont une coquille gélatineuse et les gymnosomes («corps nu») ne du tout. Au sein de ces groupes, il peut être difficile de dire qui est qui, surtout quand on se fie à soi-même. Les scientifiques du Musée national d'histoire naturelle du Smithsonian utilisent la génétique pour mettre au jour les différences entre les espèces.
Cet effort est dirigé par la zoologue Karen Osborn, qui possède un véritable talent pour la photographie: au collège, elle a eu du mal à se spécialiser en art ou en science. Après avoir ramassé des animaux vivants lors d’une plongée en pleine mer, elle les ramène à bord du navire de recherche et les photographie dans un bassin peu profond avec de l’eau claire avec un appareil photo Canon 5D équipé d’un objectif de 65 mm, utilisant trois à quatre flashs pour capturer les couleurs de les bestioles pour la plupart transparentes. Les photographies ont une utilisation scientifique - pour capturer des images jamais enregistrées auparavant d'animaux vivants - et pour «susciter l'intérêt pour ces animaux sauvages étranges», a-t-elle déclaré. Toutes ces photos ont été prises dans l'océan Pacifique au large des côtes du Mexique et de la Californie.
Ce gymnosome (Pneumodermopsis sp.) Tire des ptéropodes décortiqués de leurs coquilles avec un jeu de ventouses. (© Karen Osborn) Bien que les papillons de mer du groupe des gymnosomes, comme celui présenté ci-dessus, ne possèdent pas de coquilles et ne soient donc pas exposés aux dangers de l'acidification des océans, leur régime alimentaire se compose entièrement de pteropodes décortiqués. Si le CO2 atmosphérique continue d'augmenter en raison de la combustion de combustibles fossiles et que l'océan devient de plus en plus acide, la source de leurs proies peut disparaître, mettant indirectement en danger ces étonnants prédateurs et tous les poissons, calmars et autres animaux qui se nourrissent des gymnosomes.
Cavolinia uncinata (© Karen Osborn) Pendant des années, les papillons de mer n’étaient ramassés que par filet. Une fois rassemblés de cette manière, les animaux (comme Cavolinia uncinata ci-dessus) rétractent leurs «ailes» et leurs corps charnus dans des coquilles de la taille d'une gomme, qui se brisent souvent au cours du processus. Les chercheurs déposent ensuite les ptéropodes collectés dans de petits pots d’alcool à des fins de conservation, ce qui entraîne le rataillage des parties molles, ne laissant que la coquille. Les scientifiques tentent de classer les papillons de mer en espèces en comparant les coquilles uniquement, mais sans pouvoir voir tous les animaux, ils risquent de rater toute la diversité des ptéropodes.
Il peut s'agir de la même espèce que le précédent papillon marin (Cavolinia uncinata) ou d'une espèce différente passée inaperçue depuis des décennies. (© Karen Osborn) Plus récemment, des scientifiques tels que Stephanie Bush, chercheuse chez Osborn et chez Smithsonian, ont commencé à collecter des spécimens à la main lors de plongées sous-marines. Cette plongée en eau bleue lui permet de collecter et de photographier des organismes fragiles. Alors qu'elle et ses collègues observent les organismes vivants de manière plus détaillée, ils se rendent compte que les animaux qu'ils pensaient être de la même espèce pourraient en fait ne pas l'être! Ce ptéropode décortiqué ( Cavolinia uncinata) est considéré comme la même espèce que celle de la photo précédente. Cependant, étant donné que leurs parties charnues semblent si différentes, Bush analyse le code génétique de chaque spécimen pour déterminer s’il s’agit bien de la même espèce.
Masse d'oeufs de Cavolinia uncinata (© Karen Osborn) Cette série d'œufs a été extraite de Cavolinia uncinata lors de son observation au microscope. Les œufs sont attachés les uns aux autres en une masse gélatineuse et, s'ils n'avaient pas été intégrés dans une boîte de Pétri, auraient flotté dans l'eau jusqu'à ce que les nouveaux ptéropodes soient apparus sous forme de larves. Leurs méthodes de reproduction ne sont pas bien étudiées, mais nous savons que les ptéropodes sont des hommes et qu’ils atteignent une certaine taille, ils deviennent des femelles. Ce système sexuel, appelé hermaphrodisme séquentiel, peut stimuler la reproduction car les plus grosses femelles peuvent produire plus d'œufs.
Dans l'Arctique, cette espèce de ptéropod (Limacina helicina) peut constituer la moitié du zooplancton nageant dans la colonne d'eau. (© Karen Osborn) Ce ptéropode ( Limacina helicina ) a été battu à l'aide d'un chalut: vous pouvez voir les bords brisés de sa coquille. Espèce abondante à la chair noire, chacun de ces papillons marins a la taille d’un gros grain de sable. Dans certaines conditions, ils «fleurissent» et, lorsque le poisson en mange trop, la couleur noire du ptéropode tache le ventre de celui-ci en noir.
La coquille de Clio recurva est une piste d'atterrissage idéale pour une colonie d'hydroïdes. (© Karen Osborn) Non seulement l'intérieur de cette coquille abrite un ptéropode ( Clio recurva ), mais l'extérieur abrite une colonie d'hydroïdes, de petits animaux ressemblant à des fleurs roses reliés par des tubes transparents sur toute la coquille. Les hydroïdes, petits animaux prédateurs apparentés aux méduses, doivent s’attacher à une surface au milieu de l’océan pour constituer leur colonie, et la minuscule coquille de Clio est le site idéal pour l’atterrissage. Bien que ce soit un bel habitat pour les hydroïdes, cette coquille ne fournit probablement pas une protection idéale pour le ptéropode: l’ouverture est si grande qu’un prédateur bien équipé, tel que de plus gros ptéropodes sans coquille, est susceptible de l’atteindre et de l’extraire. «Personnellement, je voudrais une meilleure maison», déclare Osborn.
On pensait autrefois que Clione limacina aurait été trouvée en Antarctique et en Arctique, mais il est probable qu'il s'agisse de deux espèces distinctes. (© Karen Osborn) Les gymnosomes sont des ptéropodes dépourvus de coquilles et dont le régime alimentaire est presque entièrement composé de pteropodes décortiqués. Cette espèce ( Clione limacina ) se nourrit exclusivement de Limacina helicina (le ptéropode à chair noire quelques vers arrière). Ils attrapent leur parent décortiqué avec six bras en forme de tentacule, puis se servent de leurs mâchoires pour aspirer leur repas de la coquille.
Cet article a été écrit par Emily Frost et Hannah Waters. En savoir plus sur l'océan depuis le portail océanographique du Smithsonian.
