Formation du calcaire corallien
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SOMMAIRE Introduction Eléments de classification La formation des récifs coralliens Formation du calcaire corallien Synthèse du calcaire Contribution des algues symbiotiques Facteurs favorisants et limitants A quoi ressemble un récif ? Les différentes formes de récifs La répartition des espèces dans le récif Observations « bio » La dégradation des récifs coralliens Dégradations naturelles : une question d’équilibre Dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Conclusion La sauvegarde des récifs : notre rôle de plongeur « bio » Les récifs coralliens – introduction Une construction naturelle de plus de 285.000 km2 : 0,1% des océans mais 30% de la biodiversité. Une importance écologique et économique majeure Responsables : les coraux durs / bâtisseurs Les récifs coralliens – éléments de classification Appelés aussi Scléractiniaires Extrêmement anciens, leur forme actuelle date d’environ 50 millions d’années. Rattachés à l’embranchement des Cnidaires, classe des Anthozoaires, sous-classe des Hexacoralliaires Unité de base : le polype RAPPELS sur les Cnidaires : Particularité : capacité à former des colonies de taille importante et constituées d’un squelette calcaire Polype, constitué d’un corps, une bouche entourée de tentacules, fixé ou libre (forme méduse) Animaux diploblastiques = tissus composés de 2 feuillets cellulaires : l’endoderme et l’ectoderme, séparés par une couche de mésoglée SOMMAIRE Introduction Eléments de classification La formation des récifs coralliens Formation du calcaire corallien Synthèse du calcaire Contribution des algues symbiotiques Facteurs favorisants et limitants A quoi ressemble un récif ? Les différentes formes de récifs La répartition des espèces dans le récif Observations « bio » La dégradation des récifs coralliens Dégradations naturelles : une question d’équilibre Dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Conclusion synthèse du calcaire corallien le jeune polype ne nait pas avec son squelette calcaire, il le fabrique lui-même : Squelettogénèse Calcification / bio-calcification Précipitation bio-contrôlée Production de l’Aragonite : une des formes du Carbonate de Calcium (CaCO3), constituant le polypiérite (squelette individuel de chaque polype) Synthèse du calcaire corallien Les tissus et cellules entrant en jeu : 2 couches de feuillets cellulaires diploblastiques se faisant face et séparées par le coelenteron (cavité gastrique) Tissu oral = fait face à l’eau coelenteron Recueille dans l’eau : • les minéraux et les ions (notamment le calcium et le bicarbonate) • les particules organiques Synthèse du calcaire corallien Les tissus et cellules entrant en jeu : Tissu aboral = fait face au squelette L’ectoderme aboral contient des cellules spécifiques : • Desmocytes : ancrage des tissus au squelette • Calicoblastes : régulation de la calcification A sa surface, grâce à l’ECF « Fluide Extracellulaire Calcifiant » : • les ions CO32- (bicarbonate) et Ca2+ (calcium) cristallisent en aragonite Synthèse du calcaire corallien Les réactions chimiques en jeu : Ca + + 2HCO (CO H) Ca (hydrogénocarbonate de calcium, instable dans des conditions favorables) 2 3 3 2 (CO H) Ca CO H (sert de tampon)+ CaCO (carbonate de calcium = aragonite) 3 2 3 2 3 CO H CO + H O (acide carbonique éliminé sous forme d’eau et de dioxyde de 3 2 2 2 carbone CaCO Ca2+ + CO3 2- ( calcification ) 3 • L’aragonite compose ainsi 90 à 98 % du squelette du polype • le reste : de l’eau, et différents composés minéraux • varie selon l’espèce (génétique), et selon l’environnement (pH et chargement en sels minéraux de l’eau) Synthèse du calcaire corallien (1) Le polype construit un plancher, ou plateau basal (2) Il se rétracte vers le haut et sécrète une nouvelle lame (3) et ainsi de suite se créé une sorte d’immeuble dont le dernier étage (le corallite) est habité par un polype vivant. record en SAMOA 40m de diamètre et 200 M de polypes La colonie se développe par reproduction asexuée, et le récif se construit lentement : de 0,5 cm par an pour les coraux massifs à 15-20 cm pour les formes branchues. enfant d’une algue et d’un polype contribution des algues symbiotiques L’endoderme oral de la plupart des scléractiniaires abritent des algues unicellulaires microscopiques en grande quantité (de 0,5 à 5 millions par cm2) : les zooxanthelles On parle alors de coraux hermatypiques Les produits de la photosynthèse fournissent aux polypes l’oxygène et jusqu’à 95% de leur nourriture ( en général les 2/3 ) RAPPEL Sur la photosynthèse : Elles ont aussi un rôle protecteur contre les UV Lumière De plus, ces algues favoriseraient la calcification, par leur consommation de CO2 Ca2+ + 2HCO3 CaCO3 + CO2 + H2O Matières organiques Eau Gaz carbonique Sels minéraux Oxygène Chlorophylle Eau pigments responsables de la fluorescence: protéines : flavine, urobiline et ptérine Utilité ? transducteur de lumière, très peu par la chlorophylle Des facteurs de croissance favorisants et limitants Des facteurs abiotiques spécifiques et relativement stables : Facteur abiotique Critères Eclairement Suffisant pour la photosynthèse mais pas trop élevé tout de même Profondeur Entre la surface et généralement 50m Température Entre 18°C et 29°C toléré, idéal entre 25 et 27°C Turbidité Le taux de sédiments en suspension doit être faible, pour conserver un éclairement maximum Salinité 30 à 40 pour mille – ne tolèrent pas les faibles taux Pollution À l’état de traces, notamment les nitrates Hydrodynamisme Actif, pour le renouvellement de l’eau (nourriture, oxygène...), mais pas trop violent Substrat Solide et stable Une répartition mondiale limitée Les récifs ne peuvent se former partout dans les zones climatiquement favorables entre 30 N et 30 S, ils ne se développeront pas aux abords des grandes agglomérations, des embouchures des fleuves ... 6% 10% 28% 13% 17% France: 14280 km2 4ème pays 22% SOMMAIRE Introduction Eléments de classification La formation des récifs coralliens Formation du calcaire corallien Synthèse du calcaire Contribution des algues symbiotiques Facteurs favorisants et limitants A quoi ressemble un récif ? Les différentes formes de récifs La répartition des espèces dans le récif Observations « bio » La dégradation des récifs coralliens Dégradations naturelles : une question d’équilibre Dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Conclusion La sauvegarde des récifs : notre rôle de plongeur « bio » Les différentes formes de récif Les récifs se forment sur le haut des plateaux continentaux et les plateformes insulaires : En frange le long des côtes et des îles volcaniques (entre 50 et 500m de la côte) En barrière, à la marge des plateaux (de 1 à 5 km de la côte) Sur des hauts fonds en pleine mer récif frangeant Lagon récif frangeant récif plateforme ou banc récifal récif barrière les atolls Une formation récifale à part entière, Le résultat de l’évolution des 2 autres formes : une théorie darwinienne Le + grand: Kwajalein en Micronésie Répartition des coraux sur le récif Le récif est constitué de plusieurs parties Le front récifal : zone bien éclairée, régulièrement oxygénée, La crête récifale : zone « pare-chocs », formée d’un agglomérat de roches, coraux et d’algues rouges calcaires Le plateau – ou platier : partie superficielle restant immergée Les coraux poussent plus vite vers le haut de la pente, créant souvent un surplomb Se développe horizontalement, agrandissant le récif vers la haute mer Les différentes espèces de coraux bâtisseurs se sont adaptées : Soit à une seule partie du récif Soit savent faire évoluer leur morphologie en fonction de leur emplacement Morphologie du squelette d’une même espèce évoluant en fonction de la profondeur Répartition des coraux sur le récif L’hydrodynamisme et la luminosité conditionne la forme des coraux rencontrés : Les formes branchues représentent 77% au niveau du platier, pour seulement 4% à 30 m Les formes massives se rencontrent partout, mais sont bien adaptées au mode battu Les formes encroûtantes captent plus facilement la lumière et se sont adaptées aux profondeurs plus importantes Répartition des coraux sur le récif porites des observations à mener en sortie bio « mers chaudes » Approche globale : Type de récif (frangeant, barrière ...) Facteurs abiotiques environnants Approche détaillée : Adaptation des formes à la position dans le récif Organismes contributeurs de la formation du récif Constitution du sable corallien (sur la plage, au fond ...) les coraux ne sont pas là que pour faire beau ! garde manger, cachette, lieu de ponte de nombreux poissons: alimentation de 5 à 15 T de poissons par km2 et par an. source pour la recherche médicale: substitut osseux, implants, composition de l’AZT,…90% des gènes de coraux chez l’homme, 300 fois plus résistant qu’un minéral. historique des climats passés en forant les têtes de porites. des centaines de millions de personnes en dépendent économiquement : pêche, tourisme, traditions. limite l’érosion des côtes et l’impact des tempêtes Biodiversité: 2 M d’espèces ! SOMMAIRE Introduction Eléments de classification La formation des récifs coralliens Formation du calcaire corallien Synthèse du calcaire Contribution des algues symbiotiques Facteurs favorisants et limitants A quoi ressemble un récif ? Les différentes formes de récifs La répartition des espèces dans le récif Observations « bio » La dégradation des récifs coralliens Dégradations naturelles : une question d’équilibre Dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Conclusion La sauvegarde des récifs : notre rôle de plongeur « bio » dégradations naturelles : une question d’équilibre Les cyclones : caprices du climat tropical les vagues et le vent, qui cassent les colonies les plus fragiles des apports sédimentaires importants qui asphyxient les coraux des précipitations très fortes, qui perturbent la plupart des paramètres de croissance : luminosité, salinité, dépôt sédimentaire, pollution (lessivage des sols de culture) Des modifications du paysage récifal Un équilibre fragile entre l’érosion et la croissance dégradations naturelles : une question d’équilibre dégradations naturelles : une question d’équilibre Une lutte permanente pour l’espace et la lumière : coraux entre eux algues rouges calcaires phytoplancton rare mais Trichodesmium constitue un voile épais en surface. animaux fixés, éponges, gastéropodes et vers annélides, qui perforent le squelette et le fragilisent Drupella cornus ( 5cm ) recouvert d’algue calcaire Eponge perforante rouge dégradations naturelles : une question d’équilibre des prédateurs, carnivores ou herbivores, s’attaquant aux polypes seuls ou au squelette calcaire : scaridae, oursins, Acanthaster, sédiments, macroalgues concurrentes. responsables parfois de dégâts considérables contributeurs de l’équilibre du récif, en produisant le sable corallien Poisson papillon à selles Acanthaster planci Perroquet à bosse Poisson perroquet Acanthaster dégradations naturelles : une question d’équilibre Des maladies, dues à de nombreux micro-organismes : bactéries, virus, protozoaires - Adaptive Bleaching Hypothesis ( expulsion d’un type d’algue pour la remplacer ) Atteintes différentes selon les espèces, et les régions du monde maladie des bandes noires et blanches à la limite de la partie morte et vivante maladie de la page blanche maladie des bandes jaunes nécrose des tissus SOMMAIRE Introduction Eléments de classification La formation des récifs coralliens Formation du calcaire corallien Synthèse du calcaire Contribution des algues symbiotiques Facteurs favorisants et limitants A quoi ressemble un récif ? Les différentes formes de récifs La répartition des espèces dans le récif Observations « bio » La dégradation des récifs coralliens Dégradations naturelles : une question d’équilibre Dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Conclusion La sauvegarde des récifs : notre rôle de plongeur « bio » pires menaces : réchauffement et rejets de CO2 échelle de gravité croissante : 1 tourisme maritime 2 aquariophilie 3 ultraviolets 4 plongée 5 tsunamis, cyclones 6 polluants maritimes 7 méthodes de pêche 8 urbanisation 9 acidification : les océans absorbent une fois et demie plus de CO2 qu’il y a un siècle 10 réchauffement au-delà de 30°de façon prolongée dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Impacts de la méconnaissance d’un écosystème fragile et de l’appât du gain : Un matériau intégré dans les coutumes des civilisations locales Des activités artisanales transformées en activités industrielles Touristes plongeurs, mais surtout « snorkelleurs » et « piétons » écrasant avec leurs chaussures des km2 de récifs Activités et loisirs aquatiques dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Impacts de la méconnaissance d’un écosystème fragile et de l’appât du gain : des techniques de pêche destructrices : Filets maillants Muro-ami (filets lestés dont les poids sont lâchés sur le platier) Pêche aux explosifs, qui détruit totalement l’environnement Empoisonnement, notamment au cyanure une mauvaise gestion des ressources halieutiques : entrainant des déséquilibres dans l’écosystème : Exploitation intensive d’espèces peu ou pas mobiles, rares ou endémiques (ex : raréfaction du triton géant, prédateur de l’acanthaster) Exploitation intensive des poissons du récif (ex : raréfaction des poissons herbivores, entrainant une augmentation des algues) dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Effets indirects de l’activité humaine : Urbanisation des littoraux – déforestation Augmente la sédimentation Limite la croissance Peut aller jusqu’à l’étouffement et la mort du récif Pollution chimique Enrichissement de l’eau normalement pauvre en nutriments, Prolifération des algues, y compris les zooxanthelles Elles entrent en compétition avec le corail face aux ressources et à la place disponible L’abondance de nutriments améliore la survie des larves de l’Acanthaster Une pollution aux pesticides ou herbicides peut au contraire tuer les zooxanthelles dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Changement climatique / réchauffement de la planète Augmentation de la température de l’eau, globalement, et par épisodes de plus en plus fréquents (El Niño, 1982/83, 1998, 2005, ...) Le stress provoque l’expulsion des algues symbiotiques La colonie perd sa couleur, mais les polypes restent vivants un certain temps La croissance se ralentit, puis la colonie meurt de faim Des algues vont envahir le récif et attirer des herbivores comme des oursins Acidification de l’eau de mer Augmentation de la teneur en CO2 des océans Déséquilibre de la réaction chimique dont résulte la calcification Limite la production de CO2, et incidemment de CaCO3 (limite la croissance du récif) Peut aller jusqu’à la dissolution du calcaire, provoquant la destruction du récif et des autres organismes à squelette ou coquille calcaire profonds coraux d’eau froide de 100 à 7000 m chalutages profonds? Leiopathes sp. ( corail noir) 1400 m de fond et 4200 ans des constats alarmants En 2011 : 20 % des récifs coralliens sont détruits totalement 50 à 60% sont gravement menacés, voir beaucoup plus pour certaines régions du monde 100% en 2050 ? la France contrôle 10% des réserves mondiales…Les Glorieuses : 4ème parc marin Nlle Calédonie :1600 km long SOMMAIRE Introduction Eléments de classification La formation des récifs coralliens Formation du calcaire corallien Synthèse du calcaire Contribution des algues symbiotiques Facteurs favorisants et limitants A quoi ressemble un récif ? Les différentes formes de récifs La répartition des espèces dans le récif Observations « bio » La dégradation des récifs coralliens Dégradations naturelles : une question d’équilibre Dégradation accélérée : l’homme, facteur de destruction massive Conclusion La sauvegarde des récifs : notre rôle de plongeur « bio » notre rôle de plongeur « bio » dans la sauvegarde des récifs Une prise de conscience au niveau international, des mesures de protection se mettent en place, des techniques de régénération se développent ... Et nous ? Un comportement responsable Une contribution à l’information et à la connaissance On respecte toujours plus ce que l’on connaît mieux ... Merci de votre attention ! Avez-vous des questions ? Références bibliographiques et multi-média Bibliographie : A. Byatt, A. Fothergill et M. Holmes, 2002, Planète bleue – au cœur des océans, ed. Bordas A. Mustard, 2007, Voyage au cœur des récifs, Romain Pages Editions M. Angel, T. Harris, 1977, La faune des océans/Ecologie de la vie marine, ed. Fernand Nathan Mireile Guillaume – BOME au Muséum - ECOMAR à la Réunion Sites internet : http://www.ifrecor.org/récifs-coralliens http://vieoceane.free.fr/ http://users.swing.be/tsunami/recif.htm http://www.wwf.be/_media/08-fiche-recifs-coralliens_752425.pdf http://le_recif_corallien.pagesperso-orange.fr/ http://www.com.univ-mrs.fr/IRD/atollpol/ecorecat/recifs.htm http://www.dinosoria.com/recif_corail.htm http://mars.reefkeepers.net/Articles/CalcificationCoraux.html http://coralreefwatch.noaa.gov/satellite pour surveiller les températures. http://www.apex-environmental.com/CoralHealthIndicators.html
