A l’origine de Plankton Planet : entretien avec Colomban de Vargas

© Andreane Bellon de Chassy / Tara Expeditions Foundation

Colomban de Vargas, coordinateur scientifique de l’expédition TARA OCEANS, raconte la naissance, l’histoire et le développement à venir du projet de science participative : Plankton Planet. Depuis 23 ans, Colomban consacre sa carrière à l’étude du plancton. Directeur de recherche au CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) depuis 2007, il mène des recherches qui ont à ce jour permis de découvrir des milliers de nouvelles espèces et des millions de nouveaux gènes dans le monde planctonique. La mission de Plankton Planet, projet géré par la Fondation Tara Expéditions, est aujourd’hui de mobiliser des navigateurs et plaisanciers pour échantillonner le plancton marin à une échelle sans précédent et d’évaluer la santé et l’évolution des océans. 

Au cours de l’expédition Tara Oceans (2009-2013), l’objectif des scientifiques embarqués sur la goélette Tara était de comprendre la composition de l’écosystème planctonique dans son intégralité, depuis les virus jusqu’aux animaux, en incluant les paramètres environnementaux. Une exploration fondamentale quand on sait que le plancton représente 95% de la biomasse des océans. Les résultats obtenus ont aidé à comprendre la structure et la complexité des niveaux organisationnels au sein du plancton, ainsi que le rôle fonctionnel des espèces planctoniques dans l’écosystème océanique. Le plancton est la base de la chaîne alimentaire marine et produit près de la moitié de l’oxygène de l’atmosphère terrestre. Il participe à réguler le climat grâce à sa capacité à absorber les émissions de dioxyde de carbone d’origine naturelle et anthropique.

Plancton-du-Saint-Laurent.-C.SardetTara-ExpéditionsPlancton du Saint Laurent – © C. Sardet / Fondation Tara Expéditions

L’histoire de Plankton Planet

Colomban explique qu’il existe deux principaux difficultés dans l’échantillonnage du plancton : ces organismes sont très fragiles et les navires de recherche océanographique coûtent très cher (environ 30 000 $ par jour). Pourtant, un seul appel téléphonique a suffi pour opérer une avancée décisive . En 2015, Carole Beaumont, directrice de recherche à l’Inserm, passionnée de voile et chef de la division “Science et Océans” au sein de l’ONG Sail The World, voulait soutenir le projet. Carole a été l’une des premières parmi les centaines de citoyens à vouloir participer de manière proactive à la recherche scientifique, tout en faisant ce qu’ils aiment : naviguer, se montrer curieux vis-à-vis de ce qui se trouve dans l’eau et vouloir donner en retour à l’océan.

Colomban s’est alors entretenu avec Romain Troublé et Étienne Bourgois, respectivement Directeur Général et Président de la Fondation Tara Expéditions, et d’autres navigateurs pour discuter de la possibilité de collaborer avec des propriétaires de voilier et des particuliers passionnés. L’idée était d’étendre l’échantillonnage océanique à l’échelle planétaire grâce à des moyens abordables et dans un délai raisonnable. Selon Colomban, “l’équation est simple : avec 10 000 à 15 000 bateaux en mer, collectant plusieurs échantillons par semaine, nous pouvons recueillir des dizaines de milliers d’échantillons sur une vaste zone géographique en l’espace d’une saison“. Avec l’aide de Jesse Ausubel de l’université Rockefeller à New York, une connexion fut établie avec la Fondation Richard Lansberry pour financer une première phase pilote du projet Plankton Planet avec 70 000 € pour un an.
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Colomban de Vargas jetant le HSN, filet à haute vitesse, à la mer – © Andreane Bellon de Chassy / Fondation Tara

Plankton Planet émerge

Plankton Planet a officialisé son plan d’action en 2015, avec l’objectif d’établir une base de données génétiques des microorganismes marins (dont microbiote) à l’échelle de l’océan mondial, à un coût abordable et au moyen de techniques faciles à utiliser. Les relations avec le monde de la voile étaient pour la plupart basées en Bretagne (France), où les 20 premiers kits d’échantillonnage de plancton furent distribués.

Ces bateaux furent les premiers à utiliser le kit primaire, développé par les équipes de Colomban et d’Emmanuel Boss, pour recueillir l’eau et des échantillons de plancton. Le plancton, filtré à travers un filet, était pompé manuellement sur un filtre, ensuite chauffé dans une poêle et séché, permettant de maintenir intact l’ADN de ces organismes microscopiques. De cette façon, on peut obtenir un échantillon sec de plancton total, le placer dans un sac hermétique et l’envoyer au laboratoire par les services postaux ordinaires (de Vargas et al., soumis). Colomban plaisante : “Vous faites cuire le filtre comme une crêpe… Après tout, il faut bien garder les racines bretonnes de Plankton Planet !

Après 18 mois, 300 sites océaniques ont ainsi été échantillonnés dans le monde et 500 millions de codes-barres génétiques séquencés. Les scientifiques ont analysé les échantillons pour confirmer la qualité et l’homogénéité des données obtenues, malgré le grand nombre de bateaux et de planctonautes impliqués (de Vargas et al., soumis). Un vrai succès démontrant que l’échantillonnage du plancton à travers le monde peut être réalisé à coût réduit, avec une faible empreinte carbone et des outils simples. De plus, le projet a conduit à la création d’une communauté de Seatizens, personnes de tous horizons s’engageant en tant que citoyens océanographes. La phase de démonstration de faisabilité maintenant terminée, il devient urgent de mettre en place un effort d’échantillonnage plus important à long terme pour bien comprendre et appréhender les dynamiques écologiques et évolutives telles que les schémas migratoires et l’adaptabilité du plancton au changement climatique. L’objectif est d’atteindre “la somme de ses différentes composantes”.

Aller de l’avant

Depuis la publication de 5 articles dans le magazine Science en mai 2015, l’équipe d’ingénieurs, de mathématiciens, d’informaticiens et de médecins a collaboré à définir la stratégie du programme et une vision durable et à long terme de la mission. Le protocole d’échantillonnage est continuellement ajusté et le filet optimisé afin que la flotte participant au projet n’ait pas à ralentir sa course pour collecter des échantillons. Au cours de la dernière année, des efforts ont également été déployés pour intégrer une dimension artistique centrée sur le plancton au portefeuille du projet. Plankton Planet photographie le plancton et innove pour créer des répliques en 3D de ces microorganismes. Certaines de ces images ont été exposées lors du Seaside Forum, tenu à l’Institut d’océanographie SCRIPPS à San Diego, le jeudi 19 juillet 2018, lors du symposium “Innovative Citizen Science Oceanography 2.0″. Au cours des trois derniers mois, l’équipe a développé un planctoscope, un microscope qui permettra aux planctonautes d’observer directement l’échantillon recueilli et d’atteindre un nouveau niveau de proximité avec ces magnifiques créatures mystérieuses.

Au cours des prochaines années, l’objectif est d’assurer des points de départ de navigation spécifiques depuis des plateformes-clés (les Açores, les Bermudes, Panama, Auckland, New York, etc.), des boucles et des transects sur tous les océans pour identifier avec précision et comprendre la biodiversité et l’écosystème complexe du plancton océanique, à une nouvelle échelle, indispensable : celle de la planète.

Andreane Bellon de Chassy

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