Résumé

Il n’y a aujourd’hui aucune équivoque : le réchauffement de la planète se produit à une vitesse 100 fois supérieure à ce que les études géologiques avaient supposé. La majeure partie (>50%) de la production primaire de biomasse globale se produit dans la couche océanique superficielle de moins de 200 m (la zone photique) et cela détermine également la plupart des cycles planétaires des éléments qui interviennent dans la régulation du climat. On pense que les acteurs essentiels de ces processus sont les protistes planctoniques, qui produisent de l’oxygène et recyclent le dioxyde de carbone. Cependant, les protistes sont incorporés dans un réseau d’organismes allant des virus aux larves de poisson, et les chaînes alimentaires dynamiques complexes que forment ces organismes restent en grande partie inconnues.
TARA OCEANS analysera les écosystèmes du plancton en relation avec les conditions physico-chimiques de tous les océans du monde, en évaluant leur adaptation et leur réaction face à un système planétaire en évolution rapide. Des projets de grande ampleur en génomique et métagénomique associés à de nouvelles méthodes d’imagerie à haute résolution et haut débit permettront des études quantitatives des écosystèmes planctoniques et l’identification de la composition du plancton au sein de ceux-ci. Des analyses par bioinformatique intégrative des données physico-chimiques, climatiques, d’imagerie, et de génomes, obtenues au cours de l’expedition, serviront à évaluer la biodiversité et l’activité du plancton dans les divers écosystèmes océaniques échantillonnés. L’ensemble des données générées par le projet sera destiné à former une base de données bio-océanographique multidimensionnelle en accès libre, qui permettra de créer des modèles prédictifs de l’évolution spatio-temporelle des écosystèmes du plancton.
Les résultats de ce projet auront des conséquences exceptionnelles pour notre compréhension de l’évolution de la vie, des cycles biogéochimiques globaux et de l’évolution spatio-temporelle du climat de la planète.


I.    TARA OCEANS - PLANCTON


I.1.    Protistes des océans, Symbiose et ADN extracellulaire

Contact: Colomban de Vargas, Station Biologique, CNRS / UPMC, Roscoff, France.
L’équipe de Roscoff se consacrera aux protistes - des microorganismes unicellulaires possédant un noyau (eucaryotes). Nous avons tous entendu parler des virus, des bactéries, des plantes, ou des animaux, mais la plupart d’entre nous ignorent encore les protistes, qui constituent un cinquième compartiment de la vie sur terre et sont présents dans tous les océans. Les protistes marins sont apparus il y a plus d’un milliard d’années. Ils ont depuis évolué en formant une diversité inimaginable d’organismes dont les structures complexes, les génomes, et les métabolismes contribuent de façon notable aux ressources énergétiques et biogéochimiques de notre planète.
Parmi les organismes planctoniques, les protistes de type plante sont particulièrement importants dans la mesure où ils produisent des quantités massives d’oxygène. Ils absorbent également le CO2, en créant ainsi des flux de carbone depuis l’atmosphère jusqu’aux profondeurs et sédiments océaniques. Malgré leur rôle essentiel dans l’écologie et le climat de la planète, nous connaissons probablement moins de 1% des espèces de protistes existants. Notre projet POSEIDON – PrOtiStan EcologIcal bioDiversity in Tara-OceaNs, financé par l’ANR, propose de nouvelles approches technologiques et méthodologiques pour explorer la diversité génétique et morphologique des protistes des océans. En ayant recours à un séquençage massif des marqueurs d’ADN, nous caractériserons les groupes les plus importants de protistes des océans, et nous analyserons leur morphologie et leur fonction dans les écosystèmes marins. Pour la première fois, nous explorerons les protistes de toutes tailles (de 1 à 5000 microns) et leur biodiversité. Cela permettra de comprendre les relations écologiques, et en particulier les symbioses, entre les protistes de différentes tailles.
Nous coordonnerons également les recherches sur la biodiversité planctonique. Nous avons établi d’étroites collaborations avec le GENOSCOPE pour le séquençage et la bioinformatique, avec l’équipe d’imagerie du LEBM d’Heidelberg pour la microscopie à haut débit, avec l’Université polytechnique des Marches d’Ancône pour l’exploration de l’ADN extracellulaire. Nous coordonnerons les recherches menées par un réseau d’experts internationaux (le groupement « protiste » de Tara-Oceans) afin d’analyser et d’interpréter les données produites au cours de l’expédition.
Quatre types de données expérimentales seront obtenues à partir du même échantillon d’eau : génétiques (séquences d’ADN), morphologiques (microscopie optique et électronique), d’archives (ADN, ARN, et échantillons cellulaires), et contextuelles (paramètres écologiques). Les marqueurs de biodiversité  nucléaires, mitochondriaux, et chloroplastiques seront massivement séquencés à l’aide de la technologie 454-DNA en collaboration avec le GENOSCOPE (France) et le Groupement pour l’initiative Barcoding of Life (Canada). Les structures cellulaires et les morphologies seront analysées par des protocoles de microscopie en fluorescence, optique, et électronique, ainsi que par la cytométrie en flux.

I.2.    Une mesure "génétique" de la biodiversité

Contact: Olivier Jaillon, GENOSCOPE, CEA, Evry, France

Le GENOSCOPE – le Centre National de Séquençage d’ADN français – participe à l’inventaire des microorganismes marins en utilisant deux approches génétiques complémentaires :
- Une mesure de la diversité des espèces: Nous séquencerons massivement les génomes des microorganismes prélevés à trois profondeurs océaniques différentes (zones de couches superficielles, de maximum profond de chlorophylle (DCM), et aphotique). Les espèces seront recueillies sur des filtres et réparties en fonction de leur volume en utilisant différentes tailes de pores.
- Une mesure de la diversité des gènes. En parallèle avec la première approche, nous procéderons à des extractions et au séquençage des copies (ARN) de gènes exprimés dans  les microorganismes présents dans les échantillons. Cette méthode se traduira par une meilleure connaissance de la partie "active" des microorganismes de même que par une connaissance de l’ensemble des gènes utilisés par les microorganismes pour s’adapter à leur environnement.

Parmi les divers microorganismes collectés au cours de l’expédition Tara Oceans, le GENOSCOPE a choisi d’étudier une catégorie spécifique de plancton marin - les protistes – ainsi qu’un groupe de virus géants – les « girus » (Mimivirus) – qui ont été découverts récemment. Les protistes eucaryotes unicellulaires représentent une ressource qui est encore peu connue et inexploitée et pourrait être extrêmement utile dans le cadre d’applications industrielles. La découverte de nouveaux biocatalyseurs pourrait déboucher sur des méthodes nouvelles de transformation chimique moins polluantes pour l’environnement que les procédés de chimie synthétique utilisés aujourd’hui.

I.3.    GENEXO: pertinence quantitative, sources et empreinte génétique de l’ADN extracellulaire dans les océans du monde (Quantitative relevance, sources and GENetic imprint of EXtracellular DNA in the world’s Oceans)

Contact: Antonio Dell’Anno et Cinzia Corinaldesi, Université Polytechnique des Marches, Ancona, Italiey.

L’ADN extracellulaire (c’est-à-dire, l’ADN non associé à la biomasse ou à des particules virales) est une composante universelle du réservoir de matière organique dans les océans de la planète. L’ADN extracellulaire joue un rôle crucial dans les processus  biogéochimiques et trophodynamiques et est potentiellement impliqué dans  les processus de recombinaison par transfert horizontal de gènes. En même temps, l’information génétique contenue dans le réservoir d’ADN extracellulaire, qui intègre des sources et des processus biologiques, représente le « bruit de fond » de la biodiversité et la dynamique des chaînes alimentaires pélagiques.

Malgré le progrès des connaissances sur la dynamique du réservoir d’ADN extracellulaire dans les environnements marins, de nombreuses questions subsistent. Quelle est la valeur  quantitative, l’origine et le poids écologique de l’ADN extracellulaire dans les écosystèmes marins pélagiques sur de grandes échelles spatiales et dans différents milieux écologiques ? Les concentrations d’ADN extracellulaire changent-elles en fonction des gradients océaniques de latitude et de longitude ? Quels sont les principaux facteurs écologiques qui influencent la concentration et la distribution d’ADN extracellulaire sur une échelle globale ? Quelles sont les sources biologiques essentielles des réservoirs d’ADN extracellulaire ? L’empreinte génétique de l’ADN extracellulaire est-elle couplée à la biodiversité et à la structure communautaire des chaînes alimentaires pélagiques ? Pour aborder ces questions fondamentales, des opérations d’échantillonnage de grande ampleur et des collaborations scientifiques collectives sont nécessaires. L’expédition Tara-Oceans offre une occasion unique d’étudier la valeur quantitative, les principales sources et l’empreinte génétique du réservoir d’ADN extracellulaire dans les océans du monde.

Par des approches chimiques, biochimiques et de biologie moléculaire, nous analyserons le réservoir d’ADN extracellulaire. Cela devrait améliorer la compréhension du fonctionnement et de la biodiversité des écosystèmes marins et du rôle des facteurs naturels et/ou anthropogéniques. Ces recherches seront menées par le Département des Sciences marines, Université polytechnique des Marches, Ancône.


I.4.    TANIT - Fonctionnement et diversité des procaryotes (TAra OceaNs ProkaryiotIc FuncTioning and Diversity)

Contact: Silvia Gonzalez-Acinas, Barcelone, Espagne.

TARA-Oceans est un projet de navigation et de collecte d’échantillons dans les océans du monde entier qui réunit une équipe internationale de scientifiques pour explorer la vie des océans et sa sensibilité au changement climatique.

TANIT (TAra OceaNs ProkaryiotIc FuncTioning and Diversity) représente un groupement de scientifiques au sein de TARA-Oceans qui étudieront le fonctionnement écologique et la biodiversité des bactéries dans les océans. TANIT mènera une étude d’ampleur mondiale sur 3 années de la biogéographie bactérienne des échantillons des couches superficielles et de maximum profond de chlorophylle (DCM). Les assemblages bactériens seront mis en corrélation avec des données environnementales physico-chimiques, et la relation avec d’autres fractions du plancton marin comme les larves de poisson, le zooplancton, les algues et les virus sera explorée.

TANIT est motivé par les changements climatiques très rapides et l’augmentation des températures et de l’acidification des océans, qui peuvent affecter l’état de santé des grands écosystèmes océaniques. Les bactéries constituent une composante précieuse des réseaux alimentaires des océans; elles sont responsables de 30% de la production primaire de biomasse et de 95% de la respiration de l’océan en atteignant 1029 cellules dans l’océan global. La biodiversité et le fonctionnement écologique des bactéries sont encore mal connus, mais ces connaissances sont essentielles pour comprendre les flux et  déplacements du carbone dans les profils des communautés bactériennes marines en réponse à des changements environnementaux. Une étude quantitative et qualitative globale de la vie des procaryotes sera effectuée par génomique et transcriptomique à haut débit et par d’autres méthodes d’écologie moléculaire pour servir de base à des études futures et pour apporter des données à des modèles dynamiques de réactions d’écosystème face au changement climatique.

Le laboratoire participant au groupement TANIT réunit 15 groupes de scientifiques multidisciplinaires venant d’Europe (France, Allemagne, Pays-Bas, Italie et Espagne) et des Etats-Unis (MIT, UC) spécialisés en océanographie, écologie microbienne, microbiologie environnementale, génomique et bioinformatique, offrant une occasion unique de mieux comprendre l’état actuel de la « vie » bactérienne des océans.

TANIT ouvrira la voie à l’exploration des génomes bactériens des océans du monde et élaborera des méthodes innovantes permettant de produire un inventaire complet et cohérent de la diversité génétique et fonctionnelle de cette composante importante des réseaux alimentaires océaniques. De nouvelles espèces de procaryotes seront découvertes et la biogéographie des espèces bactériennes sera pour la première fois explorée de façon exhaustive dans un contexte océanographique global. TANIT contribuera à suivre l’évolution quantitative des écosystèmes planctoniques et appuiera les futures décisions de conservation sur des connaissances scientifiques solides.

I.5.    Génomique fonctionnelle des diatomées

Contact : Chris Bowler, CNRS/Ecole Normale Supérieure, Paris, France

Les diatomées sont l’un des constituants les plus importants du phytoplancton marin et sont les principaux acteurs de la pompe biologique à carbone (séquestration du CO2 de l’atmosphère jusqu’aux profondeurs océaniques). Au cours de l’expédition Tara Oceans, le cytomètre SeaFlow surveillera en continu les concentrations de diatomées dans les eaux de surface. De plus, des échantillons d’eau seront prélevés, enrichis en diatomées, à la fois des eaux de surface et de la zone de maximum profond de chlorophylle (DCM). Nous les utiliserons pour des observations au microscope, aussi bien à bord avec des échantillons vivants, qu’à terre avec des échantillons fixés, afin de caractériser les populations de diatomées au niveau des espèces.

Afin de faciliter l’identification des espèces, nous utiliserons le silane-FITC colorant fluorescent, qui marque de manière spécifique les parois cellulaires silicifiées des diatomées. Les cellules des échantillons d’eau seront recueillies sur des filtres et l’ADN et l’ARN seront extraits. L’ADN et l’ARNr seront séquencés pour quantifier l’abondance des espèces au niveau moléculaire, et l’ARNm sera séquencé pour révéler les profils d’expression génétique dans les différents contextes océaniques.

Les principaux résultats attendus sont une évaluation globale des communautés de diatomées et des profils d’expression génétique des diatomées dans un éventail de contextes océaniques différents. Les résultats serviront de référence pour comprendre comment les diatomées seront affectées par des phénomènes induits par le changement climatique dans le futur.

Les laboratoires participants sont l’ENS de Paris, la Stazione Zoologica de Naples, l’University of Washington Seattle, le LEBM à Heidelberg, le Génoscope d’Evry, l’IEB de Cambridge, et la Station Biologique de Roscoff.

I.6.    Biogéographie des diversités virales et des métabolismes

Contact: Matt Sullivan, Université d’Arizona, Phoenix, USA

Les microbes commandent les moteurs biogéochimiques qui dirigent la planète et nous avons récemment appris qu’au moins pour les cyanobactéries, leurs virus interagissent au niveau du métabolisme central, la photosynthèse, et de manière générale : 60% de la machinerie centrale de photosynthèse microbienne dans les eaux océaniques de surface est viral. Cependant, notre compréhension des types de virus qui se trouvent dans leur milieu naturel, et de leur fort impact probable sur la modulation de la biogéochimie dans les océans de la planète est faible.

Le but du projet OViD (Ocean Virus Diversity) est de cartographier la biogéographie des diversités virales et des métabolismes tout au long de l’expédition Tara Oceans. Notre laboratoire s’attaquera tout d’abord à l’un des plus abondants groupes de virus bactériens à ADN double brin observés dans les océans, les virus de type T4.
Deux autres laboratoires des virus participant au projet compléteront ces travaux : le laboratoire de Markus Weinbauer (Observatoire de Villefranche sur Mer) étudiera la diversité moléculaire des virus à ADN double brin par une technique d’empreinte, alors que le laboratoire de Mya Breitbart (University of South Florida) se penchera sur la diversité virale de l’ADNss et de l’ARN. Nous utiliserons ces ensembles de données, avec les abondantes données biotiques (mesures virales de base + mesures d’autre classe d’organisme) et abiotiques (chimie et physique), pour sélectionner un sous-ensemble des des 375 sites d’échantillonnage pour le séquençage métagénomique viral. Mya Breitbart et moi-même avons été récemment financés pour améliorer la méta(génomique) virale par la USA National Science Foundation au titre du Projet PHANTOME: Phage Annotation Tools and Methods (outils et méthodes d’annotation des phages).

Le but du travail métagénomique est d’examiner la diversité de toute la communauté virale, ainsi que de faire progresser notre compréhension de la capacité métabolique et de l’évolution de l’ensemble de la communauté virale. De plus, nous sommes prêts à examiner le signal viral dans les ensembles de données métagénomiques et métatranscriptomiques microbiennes de Tara Oceans sous la direction de chercheurs partenaires. Le groupe de Hiroyuki Ogata (Université de Marseille) examinera les virus géants (« Girus ») et a coordonné l’échantillonnage et les analyses avec le projet TANIT (le groupe des procaryotes), ces grands virus étant collectés avec la fraction "procaryote".

I.7.    a chasse aux “Giruses” dans les océans

Contact : Hiroyuki Ogata, Nigel Grimsley, Université de la Méditerranée, Marseille, France

Les virus géants (qu’on appelle « Girus ») sont de grands virus à ADN double brin. Les girus infectent une grande variété d’eucaryotes, notamment les poissons, les crevettes de même qu’un plancton photosynthétique important au niveau climatique, et sont ainsi considérés comme affectant la chaîne alimentaire dans toutes les mers du monde. Aujourd’hui, le plus grand virus connu est le Mimivirus qui infecte l’amibe, avec son génome de 1,2 méga-paires de bases et sa taille de 0,7 microns.

Les génomes des girus sont censés être une importante source de nouveaux gènes servant à développer de nouveaux outils génétiques, par exemple, en médecine. Pour découvrir de nouveaux girus, pour évaluer leur diversité génétique et pour comprendre leurs rôles écologique et évolutif, nous collecterons des organismes et des échantillons d’eau contenant des girus dans des stations visitées par la goélette Tara.
La chasse aux girus nécessite leur isolement en laboratoire. A cette fin, nous cultiverons un certain nombre de protistes précédemment non testés (“eucaryotes unicellulaires”) dans des cultures en laboratoire dans nos laboratoires en tant qu’hôtes pour permettre la découverte de nouveaux girus. Le GENOSCOPE déchiffrera l’information génétique de ces virus par des techniques de séquençage à haut débit.

Le premier inventaire global des girus marins fournira une base essentielle pour évaluer l’impact futur des changements climatiques sur les communautés microbiennes marines  girus-cellule hôte. En tant que « chasseurs de girus », nous espérons rencontrer au cours de notre expédition des géants du monde viral qui battront tous les records.

Les laboratoires participants sont l’Institut de Microbiologie de la Méditerranée (Marseille), l’Observatoire Océanologique (Banyuls), la Station Biologique (Roscoff), le GENOSCOPE (Evry), et l’Instituto de Ciències del Mar (Barcelone).

I.8.    Imagerie de Biologie Marine

Contact:  Dr Emmanuel G. Reynaud, University College Dublin, Irlande

Plateforme d’imagerie de biologie marine (TAOMI) de Tara Oceans
Le but de la plateforme est de permettre à chacun des membres d’équipe et laboratoires participant à Tara- Oceans d’examiner par imagerie son espèce particulière de plancton, de corail, ou d’algue à bord au cours de collectes pour des observations sur le vivant. Les échantillons seront également observés de façon plus fouillée à terre. La plateforme d’imagerie compacte embarquée combine des instruments nouveaux (notamment des prototypes), ainsi que du matériel de microscopie moderne et des instruments d’imagerie sous-marine. La plateforme à terre s’appuie sur un réseau de laboratoires situés à Heidelberg, Villefranche, Roscoff, Dublin. La plateforme TAOMI permettra l’analyse à haut débit  du plancton, la microscopie confocale ainsi que la micro-tomographie aux rayons X. Ces équipements seront à la libre disposition de tous les membres du réseau Tara-Oceans.

Analyse d’imagerie à haut débit Poseidon (PHITIA)
Ce programme développé en parallèle avec Tara-Oceans fait partie du projet ANR POSEIDON. Afin de comprendre la complexité de la communauté du plancton, il est essentiel  d’identifier et de quantifier tous les organismes présents dans la colonne d’eau.
Chaque échantillon prélevé et fixé à bord de Tara pendant la croisière servira à identifier et à quantifier les différentes espèces qu’il contient. Cela nécessite la création d’une plateforme d’imagerie à haut débit exceptionnelle qui permet l’imagerie de divers organismes ayant des tailles, formes, propriétés optiques et constituants minéraux différents (squelette de silice, squelette de carbonate de calcium…). En outre, il sera nécessaire de développer des logiciels et des applications d’analyse d’image spécifiques pour permettre l’accès et l’analyse via une interface web pour les chercheurs qui le demandent. Toutes les images seront stockées dans les Bio-Banques de Tara-Oceans.
L’expedition Tara Oceans est une chance unique de tester de façon approfondie les nouveaux équipements et prototypes et d’adapter également les microscopes « terrestres » à des conditions embarquées. Nous continuerons de développer les équipements à bord ainsi que d’introduire et d’élaborer de nouvelles technologies.

“Une image vaut un millier de mots”
La plateforme TAOMI comprend des aquariums et un studio de macrophotographie et de vidéo HD de même que le meilleur équipement de microscopie et d’imagerie sous-marine. Nous obtiendrons certainement des images étonnantes d’organismes marins qui pourront être utilisées de façon appropriée dans le domaine de l’éducation et de la communication. Nous veillerons à ce que les images prises par les laboratoires participants soient bien diffusées.

I.9.    Océanographie fonctionnelle

Contact: Gabriel Gorsky, LOV, CNRS / UPMC, Villefranche sur Mer, France.

Plusieurs projets seront menés par les membres du LOV (Laboratoire d’Océanographie de Villefranche) et un réseau de laboratoires partenaires.

Détermination rapide de la composition faunistique du zooplancton

-    Nous entreprendrons une étude comparative de la composition faunistique du zooplancton dans les différents systèmes océaniques échantillonnés au cours de l’expédition.
-    Nous estimerons les cycles du carbone des différents écosystèmes.
-    Nous mettrons en place une banque d’images numériques du zooplancton suivant les différentes régions océaniques.
-    Nous établirons une distribution à l’échelle mondiale des pigments photosynthétiques dans les eaux superficielles (300 m) par des méthodes HPLC.

L’analyse des échantillons de plancton sera effectuée à l’aide du ZooScan. Il s’agit d’un système intégré construit à Villefranche/mer pour l’acquisition et le traitement d’images numériques à partir d’échantillons conservés. Les échantillons liquides seront numérisés et traités pour détecter, quantifier, mesurer, et identifier les organismes planctoniques. Le Zooscan fournit également des estimations de leur taille et de leur masse.

I.10.    Une Biobanque intégrée

Contacts: Maria Krestyaninova, IEB, Royaume-Uni, Stephane Pesant, PANGAEA®, Germany, Jeroen Raes, EMBL, Allemagne

L’intégration de cette masse d’informations allant de données océanographiques et satellite à des images et des séquences est un véritable défi. Il est nécessaire de mettre au point un outil qui permette d’établir des corrélations entre ces divers ensembles de données.
Généralement, les océanographes stockent leurs résultats environnementaux dans des « bases de données » spécifiques et leurs données d’imagerie sur le plancton dans d’autres référentiels. De nouvelles initiatives tendent à réunir tout cela, mais les travaux ne sont pas encore parfaitement coordonnés. Les données des génomes des organismes marins sont également stockées dans d’autres endroits et l’intégration de toutes ces informations, si essentielle pour la compréhension des écosystèmes marins, est encore largement insuffisante.

TARA OCEANS va élaborer un nouveau système de traitement et de stockage de données afin de coordonner toutes les données acquises de la manière décrite dans les sections précédentes. Le but est de mettre au point un outil permettant d’extraire des corrélations fonctionnelles entre les gènes, la diversité des organismes présents dans une région donnée et l’environnement physique. Cela apportera également des informations que les modélisateurs travaillant sur la dynamique des écosystèmes océaniques seront en mesure d’utiliser pour prévoir la manière dont la vie des océans réagira face à des changements climatiques rapides. Ces travaux seront effectués au LEBM-Heidelberg et à l’IEB, en collaboration avec le PANGAEA de Brême.
II.    TARA OCEANS - CORAUX

II.1.    Composition et diversité de la communauté bactérienne

Contact: Dr Christine Ferrier-Pagès et Dr Didier Zoccola, Centre Scientifique de Monaco.
 
Mots clés: Bactéries, biodiversité, associations corail-bactérie, maladies coralliennes

Depuis le siècle dernier, les récifs coralliens connaissent un déclin rapide. Les activités humaines de même que le changement climatique associé aux oscillations extrêmes d’El-Nino, sont considérés comme certaines des principales causes de l’apparition de nouvelles maladies dans les récifs. L’ampleur de ces perturbations peut être considérable dans certaines régions, en constituant un problème écologique majeur. L’augmentation de la température des eaux de mer favorise le développement des agents pathogènes, et réduit la résistance des hôtes. Les procaryotes (virus, bactéries) sont parmi les organismes les plus diversifiés du monde et beaucoup d’entre eux vivent en association étroite avec les animaux ou les plantes. Dans les coraux, les procaryotes se trouvent dans la couche de mucus, dans le tissu de même que dans le squelette, mais les associations corail-bactérie sont encore largement mal connues. La diversité bactérienne des coraux est liée à la santé de ceux-ci. Cependant, peu d’études ont été jusqu’à présent effectuées pour comprendre la composition et le fonctionnement des populations bactériennes dans les coraux sains, et encore moins dans les coraux stressés. L’objectif du projet  est de comparer la diversité bactérienne associée à trois espèces de corail de différents récifs dans tout l’océan Indo-Pacifique. Cette comparaison nous aidera à dégager les espèces bactériennes étroitement associées à chaque espèce de corail indépendamment de leur emplacement, semblant indiquer une réelle symbiose. Les interactions symbiotiques seront étudiées par la caractérisation de l’ADN des bactéries associées aux coraux en utilisant à la fois l’électrophorèse classique DGGE et le séquençage de bandes distinctes ou le pyroséquençage.  A cet effet, des échantillons d’eau de mer et de corail seront prélevés dans les récifs étudiés, sur plusieurs colonies et sites. Les résultats attendus devraient permettre de mieux comprendre les espèces de récifs coralliens et leur relation avec les symbiontes et bactéries associées, et d’envisager les applications potentielles pour la gestion de l’environnement et la santé des écosystèmes des récifs coralliens.

II.2.    Compréhension et prévision des impacts du changement climatique sur les récifs coralliens : étude initiale des communautés de symbiontes algaux (Symbiodinium spp.) dans les coraux constructeurs de récifs de régions récifales peu étudiées et reculées de l’Indo-Pacifique

Contact: Dr Andrew Baker,  Université de Miami, Floride, USA
 
Mots clés: Symbiodinium, zooxanthelles, symbiose, biodiversité, Scleractinia

L’objectif de ce projet est de caractériser les communautés de symbiontes algaux dans les coraux de régions récifales sous étudiées de l’Indo-Pacifique, et d’utiliser ces informations pour mieux comprendre la biodiversité fonctionnelle des coraux récifaux au niveau global, et leur réaction face au changement climatique. Nous proposons d’associer les communautés de Symbiodinium à : (1) des paramètres environnementaux, en particulier, la température et le blanchissement récent sur le site; (2) l’identité de l’hôte corallien (lien avec l’équipe de systématique corallienne); (3) d’autres partenaires microbiens des coraux (lien avec l’équipe des microbes coralliens). Nous utiliserons ces informations pour mieux comprendre si la distribution des symbiontes présumés résister à la chaleur (dans le clade D du Symbiodinium) est plus commune dans des régions plus chaudes et des taxons coralliens spécifiques, et s’il existe des impacts sur les communautés microbiennes associées du fait de ces partenariats. Ces recherches nous aideront à élaborer notre compréhension globale de la biodiversité fonctionnelle des coraux récifaux, et à comprendre si et comment le corail peut s’adapter à des environnements chauds en prenant pour hôte des symbiontes algaux résistants à la chaleur. Ces résultats contribueront à aborder une question préoccupante en matière de biologie, d’écologie et de conservation des coraux, à savoir : les coraux récifaux possèdent-ils un mécanisme symbiotique nouveau pour s ‘adapter aux changements de température ? Peuvent-ils basculer entre des algues physiologiquement et génétiquement distinctes lorsqu’ils sont exposés à différentes conditions thermiques ? Ces informations fourniront des données importantes permettant d’évaluer le mode de réaction des récifs coralliens aux changement climatique global à venir.


II.3.    Diversité algale dans les océans Indien et Pacifique

Contact: Dr Line Le Gall Museum National d’Histoire Naturelle (MNHN – UMR 7138), France. 

Mots clés: Algues, Rhodophytes, Pheophyceae, Chlorophytes, biodiversité, biogéographie

Notre objectif est d’étudier la diversité des algues vertes, rouges, et brunes, pour déduire les profils et processus des phénomènes de spéciation concernant les macroalgues. Les océans Indien et Pacifique offrent une opportunité unique pour étudier les processus et profils de spéciation dans un environnement marin :
i) il s’agit d’un “point névralgique” de la biodiversité marine
ii) cela représente les côtes continentales et insulaires qui offrent des habitats continus et isolés pour évaluer l’influence de facteurs tels l’isolement de la reproduction et la dispersion sur de longues distances sur la divergence génétique
iii) l’histoire géologique tourmentée de ces océans fournit une base chronologique pour déduire la vitesse à laquelle les phénomènes de spéciation se produisent au cours du temps géologique.
Dans ce but, un échantillonnage de grande ampleur sera effectué dans les océans Indien et Pacifique. On procédera à une attribution d’espèce fiable pour chaque échantillon à l’aide d’un code barres d’ADN en plus des observations morphologiques et anatomiques. D’une part, des analyses phylogénétiques seront menées pour déterminer les affinités taxonomiques de chaque espèce caractérisée d’algues vertes, rouges et brunes dans un contexte mondial. D’autre part, des déductions phylogéographiques seront effectuées pour étudier les affinités biogéographiques de la flore des océans Indien et Pacifique. Ces études amélioreront considérablement nos connaissances de la diversité algale et de la biogéographie, et constitueront un point de départ solide pour suivre les changements floristiques influencés par les empreintes de l’homme, notamment le réchauffement global. Les conséquences seront également importantes en matière de conservation et de gestion des ressources naturelles.

II.4.    Biodiversité des foraminifères benthiques : profils de latitude et de longitude

Contacts: Prof. Daniela Basso University of Milano - Bicocca (UNIMIB), Italie

Mots clés: Foraminifères benthiques, sédiment, biodiversité

Les foraminifères sont les protozoaires marins les plus abondants dans le domaine benthique, épypélagique et mésopélagique supérieur. En raison de la complexité et de la diversité des habitats, notamment dans la zone benthique peu profonde, les foraminifères présentent une forte biodiversité et abondance du fait de leurs différentes nécessités écologiques. Des cycles de vie courts et la possibilité d’une réorganisation génétique par reproduction sexuelle permettent une réaction rapide aux changements environnementaux. Les foraminifères sont ainsi des bio-indicateurs idéaux pour les changements à court et à long terme des environnements marins, d’échelles globales à extrêmement locales. Le principal facteur de régulation de l’abondance et de la diversité est la trophisation: les conditions oligotrophiques et mésotrophiques entraînent des diversités plus élevées, alors que l’eutrophisation aboutit au développement de quelques espèces opportunistes.
Nous étudierons les profils de biodiversité des biocoenoses et thanatocoenoses des foraminifères benthiques présents dans les échantillons de surface de sédiment mou collectés sur tous les sites. Les recherches sur la distribution et la biodiversité des foraminifères benthiques nous permettront d’obtenir des informations utiles sur les principaux facteurs écologiques qui affectent leur composition d’assemblage, tels que l’apport alimentaire, la texture sédimentaire et l’état d’énergie du substrat en fonction des gradients géographiques et de profondeur. De plus, la présence possible d’individus planctoniques et épiphytiques pourra être utilisée respectivement à titre d’indication pour la production d’export et l’association écologique avec d’autres groupes benthiques. Ce projet permettra : 1) d’obtenir des données quantitatives sur les assemblages de foraminifères benthiques d’environnements récifal et péri-récifal, le long de tous les gradients géographiques sélectionnés ; d’utiliser les données de biodiversité des assemblages de foraminifères benthiques comme indications de changements des profils géographiques et/ou environnementaux.
Nous prévoyons d’obtenir des échantillons de sédiment de fond de toutes les stations de l’équipe TARA sélectionnées (1-7).

II.5.    Biogéographie et Biodiversité coralliennes : profils latitudinal et longitudinal

Contact: Dr Carden Wallace Museum of tropical Queensland (MTQ)

Mots clés: Scleractinia, Acropora, Isopora, Astreopora, biodiversité, biogéographie

Nous étudierons les profils biogéographiques et de biodiversité de la famille corallienne des Acroporidae, en privilégiant les genres Acropora, Isopora et Astreopora. Nous avons un projet déjà bien engagé, qui utilise les 26 400 enregistrements de spécimens d’Acropora et Isopora, dans lequel nous analysons un ensemble de configurations liées aux profils latitudinal et longitudinal, par exemple, des changements de distribution en profondeur en fonction de la latitude, gradients nord et sud de l’équateur, répartition longitudinale des espèces. Ce programme engendre une série d’hypothèses sur les origines et les perspectives futures de la distribution corallienne de l’Indo-pacifique, en intégrant les conditions climatiques passées et à venir. Dans ce projet, nous suivons les élargissements d’aires de distribution des espèces au nord et au sud de l’équateur dans l’océan Pacifique. Le programme de recherches de Tara Oceans devrait cadrer avec les recherches des autres membres de l’équipe de biodiversité corallienne, et compléter leur sélection de genres et de familles de coraux.
Notre projet comporte les éléments suivants : 1) Affinités biogéographiques et origines des Acroporidae de l’Indo-Pacifique oriental et occidental ; 2) Génétique des populations des espèces établies et en cours d’établissement (océan Indien occidental); Affinement de l’hypothèse des origines de la biodiversité dans la partie centrale de l’océan Indien, précédemment développée pour l’Indonésie centrale à l’aide du WWAC; Développement d’un modèle analogue pour l’évolution et la biogéographie des Acroporidae, en utilisant les genres Astreopora et Isopora (en combinant les données de ce projet et les données fossiles) ; Mise en place d’une vision unifiée de la biogéographie à l’échelle mondiale des Acroporidae, en tant que point de départ pour le suivi du changement des frontières entre espèces dans les trois genres nommés; Elaboration d’une hypothèse unifiée sur les origines et les perspectives futures de la distribution corallienne mondiale, s’appuyant sur les Acroporidae, la famille corallienne  dominante dans l’Indo-Pacifique et précédemment en Europe et aux Caraïbes. Nous utiliserons les données de recherches sur les fossiles de nos études en paléontologie caribéenne et européenne pour compléter les données biologiques de ces recherches, pour développer l’hypothèse globale de la réaction future des profils de distribution corallienne face au changement climatique de la planète.

II.6.    Populations insulaires et fragmentées et phylogéographie des coraux scléractiniaires

Contacts: Prof. Michel Pichon1 et Fabrizio Stefani2 Museum of tropical Queensland (MTQ)1, Université de Milan-Bicocca2

Mots clés: Scleractinia, Psammocora, phylogéographie, populations insulaires/fragmentées
Tara Oceans visitera des sites de récifs coralliens isolés et rarement étudiés dans l’océan Indo-Pacifique. L’échantillonnage effectué dans ces lieux permettra d’obtenir des données de première main sur la phylogéographie et la biogéographie d’espèces coralliennes sélectionnées et géographiquement très répandues. Cela apportera des informations essentielles sur les relations faunales entre les diverses populations de ces espèces, populations parfois très isolées. De récentes études taxonomiques sur les morphoespèces appartenant aux familles coralliennes scleractiniares des Psammocoridae et Siderastreidae ont fourni de nouvelles données fiables sur les frontières entre des espèces étroitement liées, et ont en même temps profondément modifié notre savoir sur leur distribution et leur biogéographie. Nos connaissances de la distribution détaillée de ces espèces comportent cependant de nombreuses lacunes, et comme c’est souvent le cas pour les espèces à forte distribution géographique, en particulier sur leur variabilité génétique inter-régionale et inter-population. A cet égard, les zones isolées qui seront visitées au cours de l’expédition Tara Oceans, et qui ne sont pas faciles d’accès dans le cadre de projets de recherche normaux, constituent une occasion unique d’étudier la composition morphologique et génétique, et de mieux comprendre les relations entre population de la même espèce ou espèce sœur dans une région particulière et plus ou moins isolée de leur aire de distribution globale. Le projet devrait apporter des résultats sur la phylogénie et la biogéographie des espèces et groupes d’espèces dans les familles des Psammocoridae et Siderastreidae.
 

II.7.    Frontières entre espèces chez les Scleractinia : implications pour la systématique et la biogéographie

Contacts: Dr Francesca Benzoni and Dr Fabrizio Stefani Université de Milano - Bicocca (UNIMiB)

Mots clés: Scleractinia, frontières entre espèces, systématique intégrée, biodiversité, biogéographie

L’étude de la biodiversité des Scleractinia (Cnidaria) habitant les récifs a connu un apport considérable ces dernières décennies grâce à l’échantillonnage de grande ampleur et aux observations sur le terrain. Cependant, d’une part, de nombreux sites reculés attendent toujours d’être explorés, et d’autre part, la taxonomie corallienne et la distribution des espèces restent non étudiés pour la plupart des taxons.  Par conséquent, la plupart des espèces coralliennes et leur distribution doivent être confirmées.
En dehors de son importance intrinsèque, le problème des frontières entre espèces dans les coraux scléractiniaires a d’importantes retombées sur plusieurs aspects de la biologie, de l’écologie et de la conservation des récifs coralliens. La réévaluation des caractères morphologiques classiques du squelette, l’étude de la morphologie des polypes et la découverte de macro, micro et nano structures précédemment négligées se sont révélées instructives au niveau phylogénétique lorsqu’elles sont combinées avec des résultats moléculaires. Les objectifs de ce projet sont : 1) l’étude des frontières entre espèces d’un nombre sélectionné de taxons problématiques ayant une grande aire de distribution par une approche multidisciplinaire ; 2) l’évaluation de la biodiversité des Scleractinia des récifs dans des lieux reculés et/ou mal étudiés ; 3) la création d’une collection de référence, pour chaque corail échantillonné, de squelette, tissus conservés, images in vivo et informations sur les conditions environnementales au moment de l’échantillonnage. La recherche de frontières entre espèces et de relations phylogénétiques dans et entre taxons sélectionnés sera poursuivie par une approche multidisciplinaire visant à harmoniser les informations provenant de différentes techniques, notamment, imagerie SEM, scanographie, analyses morphométriques, réexamen des descriptions originales et de matière type, phylogénies moléculaires. Grâce à la délimitation des espèces, une distribution plus précise des espèces sera obtenue pour les taxons étudiés. L’évaluation de la présence d’espèce dans différents environnements et son domaine de plasticité apporteront en retour des informations importantes pour l’étude de l’écologie des récifs coralliens et de leur biodiversité dans les différents lieux.

II.8.    Diversité et résilience des récifs coralliens dans l’océan Indien

Contacts: Dr David Obura, Dégradation des récifs coralliens dans l’océan Indien (CORDIO – Afrique de l’est)

Mots clés: Scleractinia, résilience, biodiversité, biogéographie

La biogéographie des organismes marins d’eau peu profonde dans l’océan Indien occidental (OIO) est mal connue, bien qu’il existe des indications d’un pic de biodiversité (distributions d’espèces et de genres) dans la région située à l’extrémité nord du canal du Mozambique entourée par le nord de Madagascar, le nord du Mozambique et le sud de la Tanzanie. Cette région est alimentée par le courant équatorial sud qui se dirige vers la pointe nord de Madagascar, avec certaines indications sur la formation d’un tourbillon autour de l’archipel des Comores et la formation de forts remous qui se déplacent ensuite en direction du sud dans le canal du Mozambique. L’objectif du projet proposé est de déterminer la biogéographie et l’abondance relative des espèces coralliennes pour : les intégrer dans un ensemble de données régionales sur les coraux de l’océan Indien occidental (Obura 2008) ; 2) identifier les profils de diversité entre les Iles Eparses et les littoraux adjacents sur les plus grandes îles et le continent ; 3) évaluer la résilience et l’état écologique actuel des récifs coralliens sur les Iles Eparses; 4) identifier tous les gradients latitudinaux et leur importance sur la biogéographie et la vulnérabilité face au changement climatique. La recherche proposée dans le cadre de Tara Oceans consiste à procéder à un échantillonnage, à l’aide de techniques écologiques et biogéographiques, qui sera utilisé pour effectuer a) une caractérisation suivie de la biogéographie des récifs coralliens dans l’océan Indien occidental (Obura 2008), et b) une étude permettant de déterminer s’il existe un centre de diversité et de résilience des récifs dans l’océan Indien occidental. Les données collectées présenteront un intérêt par rapport au programme de conservation régionale mené dans les écorégions marines de l’Afrique de l’Est et de l’océan Indien occidental (soutenu par le World Wildlife Fund, WWF, et la Commission de l’Océan Indien, COI), et à la vulnérabilité à long terme de la région et des régions périphériques qui en dépendent en tant que sources larvaires, face au changement climatique.


II.9.    Des transects à la dynamique des populations : une approche mixte évaluation-prédiction

Contacts: Prof. Bernhard Riegl et Dr. Samuel Purkis Nova Southeastern University

Mots clés: Scleractinia, trajectoires de population, transects photo

Les expéditions sont utiles pour atteindre de nombreuses zones différentes et elles permettent donc d’évaluer rapidement de nombreux récifs et espèces différentes. Nous avons l’intention d’utiliser cet avantage avec Tara Oceans et de le combiner à l’échantillonnage qui apportera les informations détaillées nécessaires pour étudier les paramètres historiques des espèces coralliennes rares. L’objectif du projet proposé est d’utiliser les informations instantanées obtenues sur une expédition pour modéliser les trajectoires des populations d’espèces coralliennes rares et peu communes. On utilisera la télédétection par satellite à l’échelle des récifs pour donner le contexte spatial dans lequel sera réalisée l’étude sur le terrain. L’imagerie par satellite est une technique qui a fait ses preuves et est peu coûteuse pour cartographier la distribution et la santé des habitats récifaux dans tous les systèmes de dépôt. Les ensembles de données provenant d’expéditions permettent généralement une évaluation instantanée de l’aspect de la communauté (couverture vivante), de la composition de la communauté (classements taxonomiques), et de la santé. Nous compléterons ces données en extrayant de transects photos : la dynamique de transition des coraux entre différents stades, la prévisibilité des trajectoires des populations/communautés dans l’avenir, la capacité de révéler les perturbations antérieures. A partir des données satellite couplées à une évaluation rapide au sol, nous réaliserons des cartes d’habitat à une résolution à l’échelle métrique qui décriront la mosaïque spatiale des assemblages récifaux, des statistiques morphométriques pour quantifier la complexité spatiale des unités de récif, et leurs relations mutuelles (probabilités de transition), des cartes bathymétriques extraites directement des données satellite, des tableaux de rugosité pour identifier les « points chauds » de complexité tridimensionnelle. Les données bathymétriques, avec l’imagerie par satellite, serviront à établir un modèle tridimensionnel de la surface des récifs. Les cartes satellite fourniront des informations quantitatives sur la taille, la forme, et la complexité des différentes facettes qui composent la mosaïque récifale. Ces informations sont précieuses pour fournir le contexte spatial dans lequel se situe le travail à petite échelle avec les transects photo, en assurant ainsi un échantillonnage représentatif des habitats présents. De plus, il s’est avéré que la complexité spaciale des systèmes récifaires dans des environnements comparables suit des lois de changement d’échelle mathématiques qui facilitent la prédiction de l’hétérogénéité d’une très grande à une très petite échelle. L’existence de cette prédictibilité peut être utilisée pour révéler les forces qui gouvernent la géomorphologie du système récifaire et en particulier l’existence probable de perturbations répétitives dans la région et l’influence de la topographie antérieure (ancienne) sur la structure moderne des récifs.

II.10. Biodiversité des mollusques: profils latidudinaux et longitudinaux
Contacts: Prof. Daniela Basso et Prof. Elio Robba Université de Milan - Bicocca (UNIMIB)

Mots clés: Foraminifère, mollusques, scleractinia, assemblage de mollusques morts, biodiversité

Les sédiments marins contemporains contiennent les restes (coquilles ou autres parties du squelette) de plusieurs générations de populations benthiques qui s’accumulent sur place ou sont apportées depuis des sites adjacents par un transport post-mortem, avec d’autres particules sédimentaires. Les gastéropodes à coquille et les bivalves sont généralement les groupes dominants et les mieux préservés. Du fait de la valeur moyenne dans le temps sur plusieurs générations, leurs associations sont très diverses et contiennent souvent également des espèces rares et mal connues. C’est pourquoi des associations de mollusques morts de la zone sublittorale représentent la biodiversité locale et leur étude constitue une manière rapide de décrire les profils des gradients géographiques ou environnementaux. Nous étudierons les profils de biodiversité des associations de mollusques morts de différents taxa sélectionnés de  populations benthiques apparaissant sur les fonds mous des récifs. Nos principaux objectifs sont les suivants : obtenir des données quantitatives sur les associations de mollusques morts dans l’environnement des récifs ou périphériques, selon des gradients géographiques ; utiliser les données sur les associations de mollusques morts comme représentatives de la biodiversité des mollusques locaux afin d’identifier des profils géographiques ou environnementaux ; comparer les profils de biodiversité des mollusques avec les profils de biodiversité coralienne.


II.10.    Impact de l’acidification des océans à l’échelle mondiale

Contacts : Dr Stephanie Reynaud et Dr Eric Tambutté Centre Scientifique de Monaco

Mots clés: calcification, formation de bandes, isotopes stables, oligoéléments

En plus de la décoloration (bleaching), mécanisme aboutissant à la rupture de l’association entre le corail et ses microalgues, les récifs souffrent de l’acidification de l’eau de mer. Ce processus consécutif à la dissolution de l’excès de dioxyde de calcium dans les océans (associée aux activités humaines) aboutit à une chute du pH de l’eau de mer. Le pH est passé de 8,3 à l’époque glaciaire à environ 8,1 aujourd’hui, et un pH de 7,7 est prévisible pour le siècle prochain. Plusieurs biologistes spécialistes des coraux suggèrent même que les récifs coraliens pourraient pratiquement disparaître d’ici environ 2100. Il a été montré dans des conditions expérimentales que le taux de calcification des coraux exposés à des conditions plus acides soit un pH de 7,7 diminuait d’environ 54 %. Malheureusement, les études in situ sont très peu nombreuses. Une incertitude importante persiste quant à l’importance sur le terrain de l’acidification des océans sur la croissance des coraux.  Notre projet cherche à combler cette lacune grâce à une étude générale sur la route de Tara. Les amas de coraux, comme ceux du genre Porites, constituent des archives importantes de représentants géochimiques qui nous ont permis de mieux comprendre la chimie des océans et les changements climatiques dans des temps antérieurs et pourraient être utiles pour prédire l’avenir des récifs coraliens. Depuis de nombreuses années, l’analyse des bandes a été utilisée pour étudier l’extension linéaire chez ces espèces. Des bandes de croissances peuvent être utilisées comme horloge et la somme d’une bande sombre et d’une bande claire correspond à une année. Dans ce projet, nous nous proposons de mesurer l’extension linéaire (croissance) en analysant la formation de bandes de densité des squetettes de plusieurs colonies d’amas de Porites et en révélant les bandes par radiographie aux rayons X. Les données doivent ensuite être comparées  à d’autres données environnementales qui ne sont pas encore disponibles. C’est pour cela que nous suggérons d’effectuer parallèlement une analyse isotopique  (18O, 13C, 11B) et des oligoéléments (Sr/Ca, Mg/Ca) puisque ces valeurs sont utilisées en tant que marqueurs des paramètres environnementaux. Une analyse du bore sera effectuée sur les mêmes prélèvements puisque son absorbtion dans les carbonates est controlée par le pH. En fait ce paramètre nous servira à mieux comprendre la modification de la chimie de l’eau de mer au site de calcification (dans les coraux). Nous prévoyons de déterminer grâce à cela si le taux de calcification est actuellement en train de diminuer ou non par rapport au siècle dernier (environ 30 ans). Cette étude donne des informations sur l’effet des changements planétaires sur les coraux   (acidification des océans, température, etc.).

II.11.    Une étude protéomique de la biominéralisation chez les coraux
 
Contacts : Dr Eric Tambutté, Dr Sylvie Tambutté, et Dr Didier Zoccola Centre Scientifique de Monaco

Mots clés: Calcification, matrice organique, électrophorèse 2D, clades de Zooxanthellae

Les coraux scleractiniaires hermatypiques, ainsi que les algues calcaires, sont responsables de l’édification de récifs coraliens. Les récifs coraliens présentent un fort taux de calcification  d’environ 2 à 6 kg de carbonate de calcium par m2 et par an. Ces taux de calcification particulièrement élevés sont dus  à un mécanisme de biominéralisation associé à la symbiose et plus particulièrement à des zooxantellae photosynthétiques intracellulaires symbiotiques qui vivent à l’intérieur des cellules animales. Dans les coraux, la structure biominéralisée est un exosquelette calcaire dont les propriétés de résistance et de formation sont uniques. La formation de cet exosquelette est le résultat d’une série complexe d’évènements cellulaires et biochimiques responsables de la micro- et de la macrostructure des biominéraux. Comme pour tout autre biominéral, l’exosquelette des coraux est composé d’une matrice organique incluse dans une structure minérale. La matrice organique est composée de sucres, de lipides et de protéines et est impliquée dans la nucléation des cristaux, la croissance et l’inhibition de la croissance. Dans les coraux, même si les données sont rares, on sait que la synthèse de la matrice organique est soumise à une régulation biologique/génétique et également que sa composition est influencée par les zooxanthellae. L’objectif de l’étude effectuée pendant l’expédition Tara Oceans est de répondre aux questions suivantes: Est-ce que dans une espèce la biominéralisation varie entre des sites géographiques différents ? Est-ce que la biominéralisation dans les coraux montre des caractéristiques inter-genres? Les protéines de la matrice organique peut-elle être considérée comme un critère taxonomique des coraux ? Les clades/sous-clades ont-ils une influence sur la composition de la matrice organique  et donc sur la biominéralisation? Nous étudierons la micro- et la macroarchitecture du squelette de différentes espèces coraliennes au niveau de différents sites et nous comparerons les profils protéiques par électrophorèse sur gel. Outre la comparaison entre les sites nous procéderons à une comparaison entre genres. Parallèlement, nous déterminerons les caractéristiques génétiques zooxanthellaesymbiotiques à différents sites et dans différents genres. Nous espèrons que cela nous permettra de déterminer 1) si les différents coraux présentent des caractéristiques communes en matière de protéines spécifiques de la matrice 2) si les protéines de la matrice organique peuvent être utilisées en tant que critère taxonomique 3) si les clades/sous-clades influencent le profil protéique de la matrice organique. Cette étude apportera des informations aussi bien sur le mécanisme de biominéralisation que sur la taxonomie des coraux et le rôle des  zooxanthellae dans la biominéralisation.

II.12.    Abondance et biogéographie des agents responsables de la bio-érosion interne dans les récifs coraliens de la région Indo-Pacifique

Contacts : Cornelia Maier 1 et Aline Tribollet2 Laboratoire d’Oceanographie de Villefranche sur mer (LOV)1, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)2 , France.

Mots clés: Bioérosion, macroforeurs, microforeurs, euendoliths

Les agents responsables de la bio-érosion interne, qui comprennent  des macroforeurs (éponges, polychaètes, sipunculides, mollusques, crustacés) et des microforeurs (cyanobactéries, algues, fungi), sont discrèts mais très abondants dans les écosystèmes des récifs coraliens. Ils colonisent toutes sortes de carbonates, morts ou vivants, en creusant activement des galeries dans le substrat (par un procédé chimique et/ou mécanique). Dans les coraux vivants, les agents responsables de la bioérosion interne présentent une relativement forte spécificité de taxon pour leurs hôtes ce qui suggère une   co-évolution. Il est généralement admis que la bioérosion est l’un des mécanismes les plus importants et les plus actifs participant à la dissolution du carbonate et au déclin des récifs coraliens. Dans certains récifs coraliens, la bioérosion par des agents responsables de l’érosion interne peut être néfaste pour la croissance du corail et menacer la stabilité du cadre du récif. Il a été montré  récemment que la bioérosion interne est accrue par des facteurs  anthropogéniques et climatiques susceptibles d’affecter la croissance du corail tels que l’eutrophisation, le stress thermique et l’acidification des océans. La bioérosion interne a été identifiée comme étant un agent responsable de l’immersion de certains récifs coraliens. Jusqu’à présent, la bioérosion à été peu quantifiée à l’aide de techniques de surveillance in situ, ce qui fait qu’il serait extrêmement important d’acquérir des informations sur la diversité et l’abondance des agents responsables de l’érosion interne dans les récifs coraliens, notamment dans les régions éloignées et perturbées. Étudier l’abondance des agents responsables de l’érosion interne à une grande échelle, c'est-à-dire dans tout l’océan Indo-Pacifique, nous aiderait à identifier les principaux facteurs (comme le substrat, la température, la concentration de nutriments, le pH océanique) qui affectent et contrôlent la bioérosion interne, et en fin de compte le déclin des récifs. L’expédition Tara Oceans pourrait apporter une plateforme idéale pour une étude de ce type grâce aux séries de données complémentaires qui seront recueillies parallèlement sur la chimie de l’eau et la diversité des coraux et des algues. La variation spatiale de la diversité et de l’abondance des différents organismes étudiés incluant les agents responsables de l’érosion interne sera comparée entre les sires de manière globale.

II.13 LES ASCIDIES NOS COUSINS PROCHES DES RECIFS CORALIENS
Christian Sardet and BioMarCell lab, UMR7009 CNRS / UPMC ,
Observatoire de Villefranche sur Mer

Bien que les ascidies (urochordés)qui passent par une forme de larve "tétard" soient les plus proches cousins des vertébrés dans les mers, leur présence et identification  reste a faire dans bien des récifs coraliens.
Les ascidiens sont capable d' adaptations extraordinaires comprenant la formation de colonies (clones)ou le bourgeonnemant(régénération). La migration des colonies au-dessus de nombreux substrats peut donner lieu  a des croissances explosives menant aux invasions qui détruisent les installations d' d'aquacultures ou des  récifs coraliens. Certaines espèces comme les didemnids se propagent rapidement avec des effets dévastateurs. Ceci est du a l'augmentation du trafic maritime  et a la proliférations des pollutions bactériennes. D'autres espèces d'ascidies possédant des algues symbiotiques  ont été récemment décrites qui envahissent les coraux et les étouffent. Peu d'informations existent  sur les ascidies des récifs coraliens excepté pour ceux des Caraïbes et de la Nouvelle-Calédonie. Il n'existe peu ou pas d'information publiée sur les espèces d'ascidies présentes sur les îles de Chagos ou Eparses, Mayotte. Il est important de les  documenter parce que par example Chagos n'a probablement pas encore été envahi par  des espèces exogènes. Nous sommes
donc intéressés à identifier les principales espèces solitaires et coloniales et leurs associations spécifiques  avec d'autre espèces des récif coralien. Nous rechercherons également les espèces qui peuvent devenir des modèles de développement puisque les oeufs et embryons d' ascidies sont idéalement adaptés à une approche evo-devo du code ARN de localisation/traduction qui reste une énigme majeure de la biologie. Ce projet de recherche fondamentale est actuellement en cours dans mon
laboratoire.
Nous pourrons bénéficier de l'aide d'un réseau d'experts en matière de taxonomie et de biologie/écologie. La documentation se fera sous forme d'images de qualité, dissections, cultures et les échantillons seront collectés pour les approche morphologiques et genomiques  (notre réseau séquence actuellement le génome  de Phallusia mammillata avec legénoscope).

III.    Résultats intégrés attendus

L’approche et les méthodes décrites ci-dessus aboutiront tout d’abord à une découverte sans précédent de nouvelles espèces. Cela génèrera également des données quantitatives s