JFM2017 : La mer, une grande inconnue à explorer

Présentation de Karel Vereycken aux Journées de Formation et de Mobilisation de Solidarité & progrès le 23 septembre 2017 à St Ouen.

La mer, une grande inconnue à explorer

Par Karel Vereycken

Faut-il vraiment aller dans l’espace ou sur d’autres planètes pour faire de nouvelles découvertes ? La réponse est bien évidemment non, car c’est loin, c’est cher et c’est dangereux. (rires dans la salle. L’orateur précédent ayant fait l’éloge de l’exploration spatiale)

Après tout nous avons chez nous, sur Terre largement de quoi faire : les océans, cette vaste « planète inexplorée » planquée dans notre jardin dont nous ignorons presque tout.

L’humanité dispose d’ailleurs de meilleures cartes de la surface de la Lune, éclairée par le Soleil, que des fonds obscurs des océans dont l’homme n’a exploré que 5 %.

Si nous la connaissons à peine, la mer, qui couvre 71 % de la surface terrestre et représente 99 % de son volume, nous rend des services inestimables : elle représente 96 % de l’eau sur terre et 95 % de l’eau que nous utilisons pour notre agriculture, notre industrie et nos besoins quotidiens ; elle produit 50 à 70 % de notre oxygène et, en absorbant 90 % du CO2, elle régule notre climat. Sans elle, la température sur terre serait de 35 degrés plus élevée.

Infrastructure planétaire naturelle, 99 % de nos informations passent par câbles sous-marins et 95 % de nos marchandises y transitent. Être proche de la mer est si avantageux que 50 % de la population mondiale a choisi de vivre à moins de 100 km des côtes. Source majeure de protéines et de matières premières, la mer a permis la naissance de l’homme sur terre. L’homme est constitué à 70% d’eau et comme l’avait rappelé Kennedy un jour, le taux de salinité de notre plasma sanguin est presque identique à celui de l’eau de mer.

Tous les experts le savent, l’avenir de l’humanité passera inexorablement par la mer. Elle contient 500 millions de substances chimiques dont 100 000 identifiées seulement. A ce jour, moins de 1 % de sa faune et de sa flore nous sont connues. Après chaque expédition scientifique en mer, les biologistes sont obligés de repenser tout ce qu’ils croyaient savoir avant.

Paradoxalement, c’est souvent les exobiologistes (astrobiologistes), c’est-à-dire les chercheurs qui ambitionnent de trouver de la vie sur d’autres planètes qui se passionnent le plus pour l’océan.

Depuis les années 1980, leurs découvertes ont complètement bouleversé notre compréhension du vivant.

Car qu’est-ce qu’on trouve dans les océans ?

• Des astronautes qui s’entraînent (montre une photo de Thomas Pesquet)
• De l’eau ;
• Du sel ;
• Des minéraux ;
• Des poissons ;
• Des déchets plastiques ;
• Des hydrocarbures ;
• Des nodules polymétalliques ;
• De l’uranium ;
• Des algues ;
• Du plancton ;
• Des bactéries ;
• Des virus !

L’homme est souvent esclave de ses sens. Parce qu’il voit la mer, belle et translucide sous le soleil tropical, il croit que la mer est morte, ou presque. Dans ces eaux chaudes, loin des côtes, la vie est rare, un désert liquide. Peu d’azote et de phosphore et peu de matière première pour la vie. Pendant des années, c’est ce que nous avons pensé. Les satellites le confirmaient : peu de chlorophylle sur ces vastes espaces océaniques. Les biologistes aussi, qui revenaient quasi bredouilles, malgré une intense chasse au plancton.

Pourquoi ? Eh bien les scientifiques, pendant longtemps, pour étudier les petites bêtes, ont filtré l’eau de mer avec des filtres aux pores d’un à deux microns (millièmes de millimètre). Tout ce qui était de taille inférieure passait à la trappe, soit 80% du phytoplancton !

Aujourd’hui, le dogme de la mer morte a vécu. En 1986, une étudiante new-yorkaise, Lita Proctor, décida de regarder combien de virus se cachaient dans l’eau de la mer. A l’époque, le consensus voulait qu’il n’y en ait pratiquement pas, à part ceux qui provenaient des égouts ou d’autres sources terrestres. Elle examina alors ses échantillons sous un microscope électronique et découvrit un univers dont nous ne soupçonnions pas l’existence.

Certains virus flottaient librement tandis que d’autres se cachaient dans des hôtes bactériens.

Exploré à coups de sondes génétiques et microscopes électroniques, le plancton révèle pléthore d’unicellulaires minuscules : bactéries, paisibles micro-algues et tueurs sans pitié. Une jungle où les tigres n’ont ni dents, ni griffes mais, au mieux, de petits flagelles leur permettant d’attirer des proies vers leur paroi cellulaire, qui forme une vésicule pour les enfermer, puis les absorber doucement.

En se fondant sur ce qu’elle trouva dans ses échantillons, Proctor arriva à la conclusion que chaque litre d’eau de mer contient, selon les endroits, entre 1 et 100 milliards de virus, chiffre confirmé par d’autres chercheurs. Les virus sont 15 fois plus nombreux que la somme de tous les autres résidents de l’océan.

Ce chiffre donne le vertige car en tout, cela voudrait dire que le nombre de virus sur terre s’élève à 10 puissance 31, c’est-à-dire un peu plus que le nombre estimé d’étoiles dans l’univers (10 puissance 24) !

Deux ans plus tard, en 1988, d’autres chercheurs font une découverte majeure. Il s’agit d’une minuscule bactérie de 0,6 millième de millimètre de diamètre, à peine visible au microscope électronique : le Prochlorococcus. (image)

Grande star du « pico-plancton », cette bactérie est le plus répandu des organismes photosynthétiques. A elle seul, elle produit 20 % de l’oxygène que nous respirons ! Quatre respirations et à la cinquième vous dite « merci Prochlorococcus ! ».

Cette bactérie est extrêmement difficile à cultiver. Le laboratoire du CNRS de Roscoff en Bretagne est le seul au monde étant parvenu à produire jusqu’à 250 milliards de bestioles par litre !

Vous voyez un litre d’eau de mer tout transparent ? Il n’y a rien ? Non, vous êtes devant 100 milliards de virus ! Ces chiffres ne signifient pas que vous êtes condamnés à mort si vous vous baignez dans l’océan. Seule une minuscule fraction s’attaque à l’homme et aux poissons. La majorité des virus marins s’attaquent à leurs copains les bactéries et à d’autres microbes unicellulaires. Ces virus sont des phages. Leur rôle est fondamental pour la biodiversité car ils empêchent qu’une seule bactérie ne devienne dominante.

Leur activité est frénétique. Ils envahissent un nouvel hôte microbien dix mille milliard de fois par seconde et tuent, chaque jour, entre 15 et 40% de toutes les bactéries dans tous les océans de la planète. En tuant leurs hôtes (les bactéries), ils créent des nuées de nouveaux virus.

Grands géo-ingénieurs, les virus tuent tant de microbes qu’ils influencent l’atmosphère de la planète. Car les algues et les bactéries photosynthétiques (cyanobactéries) produisent 50% de l’oxygène que nous respirons.

Les algues libèrent également du sulfure de diméthyle, un gaz qui en s’élevant joue un rôle majeur dans la formation des nuages. Ces derniers, en réfléchissant la lumière du soleil, refroidissent la planète.

En 2009, Tara, le grand voilier océanique, lors de sa campagne de trois ans à la découverte du plancton, avec 35 000 échantillons dans 210 endroits du globe, a confirmé ces découvertes. A bord notamment un cytomètre de flux, un appareil qui, grâce à un rayon laser, compte et analyse 5000 cellules en quelques secondes. Le séquençage génomique en masse a permis de découvrir que 80 % des gènes bactériens et 99 % des gènes viraux du bactério-plancton sont des nouveautés.

C’est donc un monde fabuleux qui s’ouvre à nous et qui aurait passionné le grand Pasteur. Ces charmantes bestioles, qualifiées d’extrêmophiles, sont, adaptées aux environnements les plus hostiles.

Certaines résistent aux températures extrêmes, aux salinités variées, aux pressions formidables ou à toute la gamme d’acidité.

D’abord, le séquençage génomique de toute cette nouvelle biodiversité revoit de fond en comble nos classements du vivant.. Le croisement de ces données avec les données paléontologique aboutit à un « arbre de la vie » d’un type nouveau.
Désormais le vivant se classe en trois grandes catégories : les bactéries, les archées (ou archéobactéries) et les eucaryotes qui eux, à l’opposé des deux premières catégories, sont pourvus d’un noyau. La famille des eucaryotes serait apparue suite à une rencontre entre bactéries et archées engendrant la totalité des plantes, des animaux et des humains.

Rappelez-vous que jusqu’à il y a 20 ans, les virus, de simples bouts de matériel génétique sans vie propre ne survivant qu’en phagocytant leurs hôtes, étaient exclus du classement du vivant ! Aujourd’hui, nous sommes bien obligés d’admettre qu‘ils régulent la biosphère et dirigent en quelque sorte le monde et qu’ils le font depuis des millions d’années !

Apprendre à vivre et à domestiquer virus et bactéries nous offre des perspectives intéressantes :

• Comprendre la vie et être capable de la dépister sur d’autres planètes ;
• Valoriser une infinité de molécules et d’agents vivants capables de nous offrir antidouleurs, antifongiques, antibiotiques, enzymes et autres composés pouvant entrer dans la composition de médicaments et de procédés ;
• Mettre au point, au moment où le grave problème de la résistance aux anti-biotiques est posé par l’OMS, les phagothérapies, c’est-à-dire des méthodes permettant d’utiliser des virus pour détruire les bactéries qui nous rendent malade ;
• Utiliser les bactéries pour nettoyer les océans des déchets plastiques ;
• Mettre au point des techniques permettant l’accroissement du plancton marin et donc d’augmenter la chaine alimentaire des poissons.

Voici donc un des enjeux de la recherche océanique, où presque tout reste à explorer, où tout peut être repensé et refait : notre développement économique, notre alimentation, notre santé, notre transport, notre sécurité et notre façon de vivre et de travailler ensemble.

Je conclus avec une citation de l’océanographe Jacques Rougerie, qui affirme qu’ « Il y a quatre civilisations distinctes : les terriens, les marins, les meriens et la civilisation de l’espace ».

Voici le chantier devant nous. La route de la soie ne sera pas seulement maritime, elle sera aussi sous-marine.