Des oasis sous la mer

Une vie sans lumière

En février 1977, lorsque le sous-marin américain Alvin plonge par 2500 m de profondeur sur la crête de la dorsale des Galapagos, par 86° de longitude Ouest au niveau de l'équateur, les observateurs découvrent ébahis, une profusion de vie : une communauté d'organismes étranges de grande taille et de morphologie étonnante forment autour des sources chaudes des peuplements exubérants qui contrastent avec la pauvreté de ceux des basaltes de la dorsale. Corliss et Van Andel, les deux géologues présents dans le sous-marin, poursuivent leur chemin sur le fond et découvrent autour de sources d'eau tiède (une dizaine de degrés au dessus de la température ambiante de 2°C) de nombreux organismes étranges qu'ils nomment en fonction de leur ressemblance : ainsi apparurent dans la littérature scientifique le "pissenlit", le "ver tubicole géant", le "clam géant", le "ver spaghetti", etc. Les scientifiques tombent sous le charme et donnent à ces sites hydrothermaux des noms évocateurs comme "La Roseraie", "Le Four à Coquillages", "Le Jardin de l'Eden", etc.

Ainsi, contrairement à toute attente, dans certaines conditions, le désert abyssal peut "fleurir" comme le font les déserts terrestres lorsque la pluie vient.

Une population de vers géants (Riftia pachyptila)
© Ifremer / Hope99

Les peuplements d'organismes associés aux émissions hydrothermales sont localisés principalement dans la vallée axiale de la dorsale. Un site hydrothermal couvre des surfaces réduites (quelques centaines de mètres carrés). Il regroupe en général plusieurs "bouches" à haute et/ou basse température ainsi que des zones d'émissions diffuses. Les peuplements sont en général limités à la zone où est détectée une anomalie de température supérieure au dixième de degré par rapport à la température ambiante ( environ 2°C), c'est-à-dire dans la cellule de mélange entre l'eau de mer et le fluide hydrothermal dont la température peut atteindre ou dépasser 350°C. Ces sites sont organisés en champs hydrothermaux qui regroupent quelques sites peu distants (quelques dizaines de mètres) et dont la " tuyauterie " est commune. Les peuplements hydrothermaux sont donc discontinus dans l'espace et distribués en "grappes" le long de l'axe de la dorsale selon une distribution pratiquement linéaire.

Dans un site hydrothermal, les organismes se répartissent en fonction de leur préférences écologiques et de leur capacité à résister à l'agressivité du milieu. Les différentes espèces sont disposées en auréoles concentriques autour des évents hydrothermaux. Sur la ride du Pacifique oriental, on peut décrire une zonation (découpage en grands étages verticaux) des principales espèces : sur les cheminées actives, les vers de Pompéi qui broutent les bactéries, puis dans le fluide plus dilué les vers géants, les clams et les modioles qui vivent en symbioses avec des bactéries productrices, puis sur la ceinture extérieure, les serpules qui filtrent la matière organique. C'est un schéma général que l'on retrouve quel que soit l'océan, même si les organismes peuvent varier. Ainsi dans les bassins-arrière-arc du Pacifique occidental, on peut trouver à la place des vers géants, des gros gastéropodes et à la place des serpules, des anatifes ou des balanes. Dans l'Atlantique, les vers de Pompei sont remplacés sur les parois des fumeurs par des essaims très denses de crevettes aveugles, et les serpules par des actinies.

La découverte de ces communautés hydrothermales est suivie par celle des communautés d'organismes qui se développent sur les sources de fluides froids sur les marges continentales.

Comment expliquer ...

Comment expliquer cette explosion de vie dans un milieu sans lumière et où la quantité de matière organique venant de la surface est sans rapport avec les biomasses observées sur les sources hydrothermales ? D'où vient l’essentiel de la matière organique qui alimente ces écosystèmes très riches ?

Sur terre et dans les couches supérieures des océans éclairées par le soleil, les plantes vertes et les algues sont capables de synthétiser leurs composés organiques à partir du gaz carbonique (CO2) de l’atmosphère ou dissous dans l’eau. Ces organismes sont des photoautotrophes ( photo - lumière - indiquant que la source d’énergie est la lumière ; autotrophe - se nourrir soi-même - indiquant que la source de carbone est le CO2). De leur coté, les animaux qui sont hétérotrophes (hetero - l'autre) peuvent uniquement utiliser la matière organique synthétisée par d'autres organismes.

Au niveau des sources hydrothermales et des suintements froids des marges continentales des grands fonds océaniques, les fluides expulsés contiennent de nombreux composés chimiques réduits (dont l’hydrogène, le méthane, le gaz carbonique, etc). En absence de lumière, c'est une autre voie de synthèse qui permet la production de la matière organique : les microorganismes à la base de cette chaîne alimentaire tirent leur énergie de l'oxydation de composés minéraux (ils sont dits chimiolithotrophes) et utilisent le CO2 ou les carbonates comme source de carbone (ils sont à ce titre autotrophes) pour produire leurs constituants cellulaires. Ils sont dits "chimiosynthétiques".