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Lever le voile sur le peuple des abysses

On voit un concombre de mer dans son habitat naturel, au fond de l'océan.

Le concombre de mer utilise ses tentacules pour capturer du plancton et l’amener à sa bouche.

Photo : Gracieuseté Jean-François Hamel et Annie Mercier

Jean François Bouthillette

Dans leur laboratoire de l'Université Memorial, à Terre-Neuve, des scientifiques arrivent à garder en vie des invertébrés qui vivent normalement jusqu'à 2500 mètres sous la surface des océans. Des installations pareilles, une rareté sur la planète, permettent aux biologistes de découvrir des aspects saisissants de la vie de ces petits monstres des profondeurs, dont on n'avait aucune idée jusqu'à tout récemment.

Non, le concombre de mer n’est pas l’être amorphe et sans ambition qu’on a longtemps cru qu’il était. Pas toujours, en tout cas.

On découvre en effet qu’il a, quand il est stressé, la capacité de se gorger d’un volume d’eau spectaculaire, étant donnée sa taille. Cette transformation subite lui permet de chevaucher les courants marins pour voyager sur de grandes distances, lui qu’on croyait parfaitement sédentaire. Cela, même les plus grands spécialistes de l’espèce l’ignoraient jusqu’à cette année.

On voit, à gauche, un concombre de mer gonflé et plus pâle. À droite, un concombre de mer plus petit, et plus foncé.

À gauche, un concombre de mer gorgé d’eau, suite à un stress. À droite, un concombre de taille comparable, dans son état normal.

Photo : Gracieuseté Jean-François Hamel et Annie Mercier

C’est là une des nombreuses révélations sur la vie secrète des invertébrés du fond des mers qu’ont faites les biologistes Annie Mercier et Jean-François Hamel, au cours des dernières années.

S’ils arrivent à documenter ainsi des comportements jamais observés chez des bêtes dont on connaît pourtant l’existence depuis longtemps, c’est qu’ils ont pour locataires à long terme de ces animaux qu’il est difficile d’observer attentivement dans leur habitat naturel extrême.

Leur laboratoire, qui surplombe Logy Bay au nord de Saint-Jean, est l’un des rares endroits du monde équipés pour maintenir en vie ces habitants des abysses.

Un concombre de mer

L’animal se gorge d’eau. À la dissection, on voit bien son arbre respiratoire gonflé.

Photo : Radio-Canada / Jean François Bouthillette

Concombre en cavale

Le concombre de mer était déjà un animal étonnant. Il a l’air d’une vieille banane noircie, s’accroche au fond par ses centaines de pattes ventouses, a une tête qui se distingue difficilement de son derrière, sort parfois de longs tentacules roses en forme de plumeaux, avec lesquels il gesticule lentement pour attraper le plancton qu’il porte ensuite à sa bouche pour le dévorer. Cet animal a aussi la particularité peu commune de respirer par l’anus.

Les deux scientifiques originaires du Québec, qui forment aussi un couple dans la vie, étudient cette curieuse bête avec passion depuis quelque 30 ans. Or, même eux n’avaient jamais pu observer que le concombre voyageait, au-delà de sa petite enfance de larve.

On voit en gros plan les multiples pattes ventouses du concombre de mer.

En temps normal, le concombre s’agrippe au fond (ou aux parois de verre d’un bassin, ici) par ses centaines de podia, petites pattes à ventouses.

Photo : Radio-Canada / Jean François Bouthillette

« Au cours des années, on voyait parfois des concombres se détacher, se gonfler, rouler dans l’aquarium, se rappelle Jean-François Hamel. Mais c’était anecdotique, ce n’était pas sérieux. »

Or, les anecdotes se sont accumulées. En discutant avec des collègues biologistes et des pêcheurs, ils se sont rendu compte que des observations fortuites de ce type avaient été faites à divers endroits de la planète – les nombreuses espèces de concombres étant réparties un peu partout sur le globe.

C’est ce qui a mis la puce à l’oreille des chercheurs. « On s’est dit qu’il y avait vraiment quelque chose à explorer là, raconte Annie Mercier, professeure au Département des sciences océaniques de l’Université Memorial. Et on a décidé de lancer une étude formelle. »

On voit Mme Mercier qui sourit à la caméra, devant l'aquarium où se trouve un concombre de mer et d'autres espèces.

La professeure Annie Mercier, devant l’un des bassins de son laboratoire. Au milieu du bassin, un concombre de mer, Cucumaria frondosa, aux tentacules roses comme des plumeaux.

Photo : Radio-Canada / Jean François Bouthillette

Un astronaute stressé

Les chercheurs ont entrepris de découvrir ce qui faisait voyager le concombre. Leurs expérimentations leur ont permis de découvrir que diverses conditions poussent l’animal à plier bagage. Ils ont trouvé qu’une eau rendue trouble (par le passage d’un chalut, de prédateurs ou des tempêtes), une baisse de salinité (qui pourrait lui être fatale) ou encore une densité de population trop grande lui font prendre la poudre d’escampette à tout coup.

Un concombre de mer

Dans la main du biologiste Jean-François Hamel, un concombre stressé par une eau trouble se gonfle pour voyager. Il peut peser jusqu’à cinq fois plus lourd que son congénère au repos, à l’arrière plan. Or, dans l’eau, sa flottabilité est plus grande.

Photo : Radio-Canada / Jean François Bouthillette

Quand les conditions le déclenchent, ils détachent leurs petits pieds et absorbent de l’eau par tous leurs orifices, se gonflent comme des "ballounes".

Annie Mercier

L’animal atteint une proportion de 70 % d’eau, ce qui maximise sa flottabilité et lui permet d’être déporté par les courants.

« Tous ses organes sont remplis d’eau, dilatés au maximum, précise Jean-François Hamel. Le concombre se dilate jusqu’à presque exploser, devient comme un astronaute en apesanteur dans l’espace, et dès qu’il y a un peu de courant, il dérive! »

Un concombre de mer disséqué.

L’animal se gorge d’eau. À la dissection, on voit bien son arbre respiratoire gonflé.

Photo : Radio-Canada / Jean François Bouthillette

On a observé qu’ils pouvaient voyager ainsi sur de grandes distances, jusqu’à 90 kilomètres par jour, précise Annie Mercier.

Une révolution écologique

Les chercheurs ont publié leur découverte, en janvier dernier, dans le Journal of Animal Ecology. Un article qui a fait du bruit au sein de la communauté des chercheurs.

En fait, ça nous force à repenser le regard qu’on porte sur l’écologie de tous les organismes benthiques.

Jean-François Hamel

Depuis la publication, en effet, des biologistes d’un peu partout se sont manifestés pour déclarer avoir observé des comportements semblables chez d’autres espèces, comme des anémones, des étoiles de mer, certains coraux...

On voit des anémones sur le fond de l'océan.

Des anémones dans leur habitat naturel, plusieurs centaines de mètres sous la surface.

Photo : Gracieuseté Pêches et Océans Canada

Cette capacité du concombre à se déplacer remet aussi en question la manière dont on calcule l’abondance des populations et dont on gère les stocks, pour assurer la survie de l’espèce déjà menacée par la surpêche.

Il faut dire que le concombre de mer, s’il ne fréquente pas les assiettes nord-américaines, est un mets très prisé ailleurs, notamment en Chine. Et pour son plus grand malheur, le concombre – vidé de son eau bien sûr – peut atteindre des prix de plusieurs centaines à plusieurs milliers (oui, milliers!) de dollars le kilogramme sur les marchés de Shanghai ou de Guangzhou.

D’autres mystères des profondeurs

Là ne s’arrêtent pas les découvertes du duo Mercier et Hamel. Ils arrivent, dans leur laboratoire, à observer, à long terme, des espèces qu’il est très difficile de connaître, parce qu’elles vivent à des profondeurs inouïes.

Des robots submersibles vont parfois recueillir, dans ces abysses où l’on peut difficilement plonger soi-même, des spécimens qui sont rapportés au laboratoire.

On voit, à gauche, le robot à l'oeuvre, et à droite, en gros plan, une étoile de mer qui a été récoltée.

Les organismes des profondeurs sont parfois récoltés à l’aide d’un robot submersible téléguidé.

Photo : Pêches et Océans Canada

Mais c’est surtout la complicité de Pêches et Océans Canada qui permet à Annie Mercier et Jean-François Hamel de peupler leurs bassins.

Tous les ans, les chalutiers du ministère sortent en mer pour sonder les stocks de différentes espèces. Étoiles de mer, concombres, anémones, ophiures et autres espèces sont pris accidentellement dans les engins de pêche. Mais ils ne sont pas perdus : à bord, une équipe de scientifiques les recueille et se démène pour les ramener vivants – ce qui n’est pas une mince affaire.

« On s’empare de ces petites bestioles, on les garde en vie et on les ramène au labo, souligne la professeure Mercier. Et c’est toute une aventure. »

« Dès que les organismes arrivent du chalut, dans la cale du navire, il faut vite extraire ceux qui ont un potentiel de survie élevé, explique Jean-François Hamel, pour les mettre rapidement dans d’énormes bassins alimentés en eau courante très froide. »

On voit des chercheurs descendre la passerelle d'un bateau en transportant des glacières.

Course contre la montre : le biologiste Jean-François Mercier et des membres de l’équipe descendent du chalutier avec des espèces qu’il faut amener à toute vitesse dans les bassins du laboratoire.

Photo : Gracieuseté Jean-François Hamel et Annie Mercier

« La croisière peut durer jusqu’à deux semaines : il faut arriver à garder les animaux en vie pendant tout ce temps, poursuit le biologiste. Puis, dès que le bateau accoste à Saint-Jean, tous nos étudiants sont prêts. Ils l’envahissent, transfèrent les organismes rapidement dans des glacières et les emmènent au laboratoire le plus vite possible. »

Du jamais vu là où la main de l’homme peine à se poser

Au laboratoire, les animaux s’adaptent à leur nouveau milieu. Les bassins des rescapés des profondeurs sont placés tout près de ceux des animaux provenant des zones côtières, moins profondes. On peut ainsi comparer les uns aux autres, trouver les distinctions et les parentés.

Les bassins sont alimentés d’une eau pompée en continu à plus de 40 mètres de profondeur dans la baie, en contrebas. Ceux où vivent les espèces benthiques sont aussi couverts pour procurer aux animaux une pénombre comparable à celle de leur habitat naturel, si profond et ténébreux que la photosynthèse y est impossible.

Et ça fonctionne. « Certains spécimens sont avec nous depuis 10 ans, se réjouit la professeure Mercier. Pouvoir les observer dans la durée, c’est ce qui nous permet d’être témoins de comportements jamais décrits auparavant. »

C’est ainsi que l’équipe a pu observer, pour la première fois, des étoiles de mer se courtiser en échangeant du mucus, puis pondre. Ils ont remarqué ensuite que des étoiles prenaient soudain une curieuse forme de cloche, se rappelle Annie Mercier, pour ensuite découvrir que c’est ainsi qu’elles couvent leurs petits.

On voit une étoile de mer, en gros plan, recroquevillée et collée sur une paroi.

Une étoile de mer couvant ses petits, recroquevillée en forme de cloche

Photo : Gracieuseté Jean-François Hamel et Annie Mercier

Ils ont observé d’autres comportements jamais vus auparavant, comme des araignées de mer mâles qui portent leurs oeufs sur leur dos, jusqu’à l’éclosion de la nouvelle génération.

On a aussi appris grâce à eux, par exemple, que les oeufs des anémones des profondeurs sont composés de telle sorte qu’ils coulent à pic au lieu de flotter dans la colonne d’eau, comme le font ceux de leurs « cousines » côtières.

Les chercheurs poursuivent leurs travaux et leurs expérimentations, pour tenter notamment de comprendre si ce sont les espèces côtières qui sont allées coloniser les profondeurs ou si, à l’inverse, ce sont les monstres des abysses qui sont venus jadis peupler les zones côtières.

On voit des anémones dans un aquarium.

Des anémones dans les bassins du laboratoire

Photo : Gracieuseté Jean-François Hamel et Annie Mercier

Autant de questions qui pourraient trouver réponse dans ces aquariums spéciaux.

Nos bassins nous permettent de recréer ces microcosmes, d’observer ces animaux secrets en continu. Presque comme si on plongeait dans la nature – sans avoir le problème d’avoir à y aller nous-mêmes.

Jean-François Hamel

Les reportages de Jean François Bouthillette ont été diffusés le 14 avril et le 21 avril à l'émission Les années lumière, à ICI Radio-Canada Première.

Science