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Les oursins dévoilent comment les organismes réagissent à un environnement marin en mutation

De par leurs services et fonctions écosystémiques, les invertébrés marins côtiers sont des organismes essentiels dans le monde entier. Ces espèces seront-elles capables d’évoluer et de s’adapter aux multiples nouveaux facteurs de stress liés au changement climatique et au rythme de leur survenue?

Changement climatique et Environnement
Alimentation et Ressources naturelles

De nos jours, les océans évoluent à un rythme jamais enregistré depuis 300 millions d’années. Cette situation expose les animaux marins à des changements environnementaux à la fois multiples et rapides. Parallèlement, on note également une augmentation de la variabilité tant saisonnière que quotidienne des conditions environnementales, comme la température ou encore l’acidification des océans. Le projet TERMS-Ocean, financé par l’UE, s’est attelé à cette problématique en étudiant la plasticité transgénérationnelle (TGP pour transgenerational plasticity), un mécanisme que les organismes marins pourraient utiliser pour faire face à l’évolution de leurs conditions environnementales. Cette recherche a été entreprise avec le soutien du programme Marie Skłodowska-Curie. La TGP se définit comme le moment où les caractéristiques observables (telles que la taille) de la progéniture évoluent en réponse à l’environnement auquel leurs parents ont été exposés pendant la reproduction. «Les progénitures capables de TGP sont plus aptes à faire face aux conditions auxquelles leurs parents ont été exposés qu’elles ne l’auraient été si leurs parents n’y avaient pas été exposés», explique Kathryn Smith, chargée de recherche.

Comparaison entre le présent et l’avenir

Cette initiative a étudié le rôle de la TGP au niveau de la réponse d’un invertébré marin clé, l’oursin Paracentrotus lividus, aux impacts combinés du changement climatique et de l’acidification des océans. L’objectif était de déterminer si la TGP intervient dans l’atténuation des effets de ces facteurs de stress lorsqu’ils sont combinés. S’il est vrai que les scientifiques se limitent souvent à n’étudier de manière isolée qu’une seule variable, par exemple la température, ce type d’étude ne reflète pas la réalité dans laquelle de nombreuses variables évoluent simultanément. «TERMS-Ocean a dès lors étudié la réaction de P. lividus aux niveaux actuels de température et d’acidification des océans en utilisant des lectures variables pour imiter les évolutions observées sur un cycle des marées. Les deux ont ensuite été réétudiés en utilisant la température et les niveaux d’acidification des océans prévus pour 2110», explique Mme Smith.

Effet de facteurs de stress multiples

Les chercheurs ont constaté que la taille des œufs des femelles était influencée par la température et l’acidification des océans, ainsi que par la variabilité environnementale (c’est-à-dire la variabilité observée au cours d’un cycle des marées qui a été intégrée dans les schémas expérimentaux). En revanche, la manière dont le sperme nageait n’a été influencée que par la variabilité environnementale. Le taux de fécondation n’a pas varié entre les différents schémas expérimentaux, mais une importante variabilité individuelle au niveau de la proportion des œufs fécondés a été constatée pour chaque schéma expérimental. La survie et le développement des larves ont été influencés par la température et l’acidification des océans, ainsi que par la variabilité environnementale. La découverte la plus intéressante de TERMS-Ocean porte sur l’importance de la variabilité individuelle dans les réponses des organismes aux changements environnementaux. «Les résultats suggèrent que le fait d’étudier les réponses au niveau individuel plutôt qu’au niveau d’une population montre clairement que les changements environnementaux n’affectent pas tous les individus de la même manière. Et si les changements environnementaux ont un impact négatif sur certains individus d’autres, en revanche, s’accommodent très bien des conditions océaniques prévues pour l’avenir», note Mme Smith. TERMS-Ocean permettra d’accroître notre compréhension des impacts du changement climatique (température et acidification) sur les espèces marines. «Ces découvertes seront synonymes d’un bénéfice pour la pêche en ce sens qu’elles permettront d’étudier la possibilité de cibler certaines lignées génétiques individuelles spécifiques susceptibles d’accroître les rendements à l’avenir. Elles seront également utiles aux décideurs politiques pour étayer leurs décisions et présenteront un intérêt pour la communauté scientifique et le grand public», souligne Mme Smith.

Mots‑clés

TERMS-Ocean, océan, température, acidification, changement environnemental, acidification des océans, changement climatique, variabilité environnementale, plasticité transgénérationnelle (TGP), Paracentrotus lividus

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