Les grands fonds marins - communément considérés comme le domaine océanique situé en dessous de 200 mètres - constituent l'écosystème le plus vaste et l'un des plus diversifiés de la planète. Notre compréhension de cet écosystème progresse rapidement, notamment grâce à l'intérêt récent pour les ressources des grands fonds marins. Bien que l'environnement des grands fonds puisse être exceptionnellement hostile, avec une pression extrême et l'absence de lumière solaire, des études récentes ont révélé que la vie y est néanmoins abondante.
Alors que l'exploration des minéraux des grands fonds progresse dans la zone internationale des fonds marins (la Zone) et que les règlements relatifs à l'exploitation future de ces minéraux sont en cours d'élaboration, l'identification taxonomique, la classification et la description des espèces présentes dans les zones susceptibles d'être ouvertes à l'exploitation sont essentielles à l'élaboration de mesures adéquates pour protéger la biodiversité des grands fonds et les services écosystémiques associés.
La nécessité de renforcer les connaissances scientifiques collectives sur la biodiversité des grands fonds est soulignée dans le plan stratégique et le plan d'action de haut niveau de l'Autorité internationale des fonds marins (AIFM) pour 2019-2023, ainsi que dans son plan d'action à l'appui de la Décennie des Nations unies pour l'océanologie au service du développement durable, qui désigne la normalisation des méthodes d'évaluation de la biodiversité des grands fonds, y compris l'identification et la description taxonomiques dans la Zone, comme l'une de ses six priorités de recherche stratégique.
S'appuyant sur le travail entrepris par les investisseurs et les entrepreneurs d'exploration pionniers au cours des 40 dernières années, l'ISA travaille en étroite collaboration avec des entrepreneurs et des taxonomistes du monde entier pour faire progresser la taxonomie en eaux profondes. Ensemble, ils s'efforcent de promouvoir des méthodologies normalisées, d'exploiter les nouvelles technologies et de créer un réseau mondial d'experts pour soutenir l'élaboration d'un cadre réglementaire solide fondé sur les meilleures données et informations disponibles.
Zones en cours d'exploration, habitats et biodiversité
L'AIS a jusqu'à présent approuvé 31 contrats pour l'exploration de parcelles des fonds marins dans les océans Pacifique, Indien et Atlantique pour trois types de ressources minérales, qui sont associées à différents types d'habitats et, par conséquent, à différentes communautés biologiques. Les champs de nodules polymétalliques se trouvent dans les plaines abyssales, les croûtes de ferromanganèse riches en cobalt se forment sur les monts sous-marins et les sulfures polymétalliques dans les systèmes de cheminées hydrothermales des dorsales médio-océaniques.
Les contractants réalisent depuis de nombreuses années des études environnementales visant à caractériser les communautés biologiques, du microbiote à la mégafaune, dans leurs zones respectives. Dans certains cas, depuis plus de vingt ans. Ce travail a largement contribué à améliorer la connaissance collective de la biodiversité des grands fonds au cours des dernières années. Dans la zone de Clarion-Clipperton, par exemple, grâce à ce travail, près de 100 nouveaux organismes ont été formellement décrits en une seule année(2017-2018).
Défis et opportunités de la taxonomie en eaux profondes
Le flux de travail taxonomique implique des étapes longues et étendues, depuis la collecte, la conservation et l'archivage des échantillons biologiques, jusqu'à l'identification et la description des espèces, en passant par l'archivage et le partage des données taxonomiques. Pour faire progresser la taxonomie des grands fonds marins, il faudra renforcer la normalisation des méthodes et des protocoles, augmenter le financement, former des experts et favoriser la collaboration entre toutes les institutions concernées.
Collecte, conservation et archivage d'échantillons biologiques
Les spécimens physiques sont les principaux échantillons pour les taxonomistes. Au cours des études environnementales, les contractants de l'ISA collectent des spécimens dans la colonne d'eau et sur/près du fond marin et les conservent à bord des navires. Les méthodes de collecte et de conservation doivent garantir l'intégrité morphologique et moléculaire des échantillons. Une fois à terre, les échantillons doivent être conservés à long terme dans des collections biologiques conservées, de préférence publiques, dans des musées d'histoire naturelle par exemple, à des fins de recherche et d'éducation.
Identification et description des espèces
L'identification des espèces repose sur la description morphologique, les métadonnées associées (par exemple, la localisation) et la documentation photographique, tant in situ qu'en laboratoire. Plus récemment, le codage à barres de l'ADN - une méthode utilisant une courte section d'ADN d'un ou plusieurs gènes spécifiques - a également été largement utilisé. Une grande partie des espèces échantillonnées en eaux profondes sont nouvelles pour la science (90 % dans certains groupes) et n'ont toujours pas d'identité taxonomique propre sous la forme d'un nom accepté selon les normes internationales (c'est-à-dire le Code international de nomenclature zoologique pour les espèces animales). Les progrès de la technologie et des méthodologies d'étude du milieu marin, notamment les caméras vidéo et l'ADN environnemental (ADNe), permettent de découvrir de nombreux organismes. Cependant, l'absence de catalogues d'images et de bibliothèques génomiques coordonnés et normalisés pose des difficultés pour parvenir à une identification taxonomique fiable au niveau du genre ou de l'espèce. La création de tels catalogues et bibliothèques sera essentielle pour améliorer la cohérence entre les enquêtes, développer des analyses de routine automatisées (par exemple, grâce à l'intelligence artificielle et aux méthodes d'apprentissage automatique) et, en fin de compte, améliorer l'évaluation et la surveillance de la biodiversité en eaux profondes.
Archivage et partage des données taxonomiques
Le flux de travail taxonomique génère trois types de données : des images (et/ou des dessins), des métadonnées, y compris la localisation et la distribution, et des séquences d'ADN. Les contractants de l'ISA sont tenus de partager toutes les données environnementales recueillies lors des études de base. Ces données sont stockées dans la base de données ISA Deep Seabed and Ocean(DeepData) et sont accessibles au public. Afin de promouvoir l'accès à ces données et de faciliter la taxinomie des grands fonds, l'ISA a entamé une collaboration avec le système d'information sur la biodiversité des océans(OBIS) de la COI-UNESCO pour faciliter l'échange de données. Cette collaboration devrait permettre d'accroître considérablement l'accès du public à de nombreux enregistrements d'espèces d'eau profonde, y compris les nouvelles découvertes.
Vers une plateforme mondiale de taxonomie des grands fonds marins
La production, l'utilisation et le partage efficaces d'informations taxonomiques sur les grands fonds marins ne seront possibles qu'en renforçant la collaboration entre l'ISA, ses contractants, les institutions universitaires et scientifiques, les musées et les autres parties prenantes concernées. L'ISA s'est efforcée, notamment en organisant un atelier sur la normalisation de la taxonomie des grands fonds marins en septembre 2020, de mettre en place une plateforme de connaissances taxonomiques sur les grands fonds marins qui rassemble un large éventail d'expertises dans le but de développer et de diffuser des méthodologies et des outils normalisés pour le flux de travail en matière de taxonomie ; de promouvoir le renforcement des capacités dans les différents domaines de la taxonomie des grands fonds marins ; et d'améliorer l'accès et le partage des données. Une telle plateforme collaborative contribuera à fournir des données et des informations taxonomiques de haute qualité sur les grands fonds, la base scientifique essentielle dont l'AIS a besoin pour remplir ses mandats sur la protection de l'environnement marin dans la Zone au profit de l'humanité tout entière.
Cet article fait partie d'une série en ligne consacrée à la Décennie des Nations unies pour l'océan. Un article sera publié chaque semaine sur des initiatives, de nouvelles connaissances, des partenariats ou des solutions innovantes en rapport avec les sept résultats de la Décennie des océans. Accédez au numéro spécial numérique consacré à la Décennie des océans ici.