Tara : un acteur majeur de la recherche scientifique sur les écosystèmes marins

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Mercredi 26 septembre : Tara et ses mâts orangés viennent tout juste de se glisser dans le port de Boston où ils s’apprêtent à s’amarrer pour un peu plus d’une semaine. La goélette, dont Jean-Louis Etienne et Sir Peter Blake furent les capitaines, arrive de New York, après quelques jours de navigation mouvementée. A son bord, se trouvent des scientifiques, des journalistes, des marins et des artistes.

La goélette Tara dans le port de Boston

© Céline Belanger / Fondation Tara Expeditions

Tara est le nom du vaisseau amiral de la Fondation Tara Expéditions, fondée par Etienne Bourgois sous l’impulsion d’agnès b., la créatrice de mode. La fondation a pour objectif de promouvoir la protection des écosystèmes marins face au changement climatique. Pour ce faire, Romain Troublé, à la barre de la fondation depuis 2004, a fixé trois caps à la goélette :

  • Un cap scientifique : améliorer nos connaissances sur les océans et les organismes qui les peuplent ;
  • Un cap éducatif : communiquer sur les océans et les impacts du changement climatique, notamment à destination des jeunes publics ;
  • Un cap politique : sensibiliser le monde politique à la protection de l’environnement marin.

 

 

I. Sensibiliser les jeunes à l’environnement marin :

conférence d’Eric Karsenti à l’International School of Boston.

 

Le lendemain de l’arrivée de la goélette, Eric Karsenti, biologiste cellulaire français, donne une conférence au Lycée International de Boston aux élèves de première et terminale scientifiques. Médaillé d’or du CNRS en 2015, il est également directeur scientifique de l’expédition Tara Océans, en plus d’être un navigateur aguerri. Il est accompagné de deux journalistes de France 2 qui diffuseront un reportage sur lui et l’aventure de Tara d’ici quelques mois, et de Céline Belanger, journaliste de bord. A l’aide d’images saisissantes, Eric Karsenti initie les étudiants au monde méconnu mais néanmoins fantastique du plancton.

Eric Karsenti et les élèves de l’International School of Boston

© Céline Belanger / Fondation Tara Expeditions

Le plancton peut être divisé en deux familles : le zooplancton et le phytoplancton. Le premier correspond aussi bien à de minuscules animaux marins, comme les copépodes, aussi bien qu’à d’organismes très grands, comme les méduses ou les siphonophores. Leur point commun ? Ils se nourrissent tous de bactéries, de protistes et d’autres organismes multicellulaires. Le phytoplancton, lui, est constitué de protistes, c’est-à-dire d’organismes composés d’une seule cellule mais disposant néanmoins d’un noyau, réalisant la photosynthèse. A eux seuls, ils produisent ainsi la moitié de l’oxygène disponible sur notre planète et en absorbent la moitié du CO2. Ils sont le poumon sous-marin de la Terre ! Situés à la base, avec les cyanobactéries, de la chaîne alimentaire, leurs fonctions en font des régulateurs majeurs du changement climatique.

Tara fait la une du magazine Science (22/05/15)

© C. Sardet/TARA OCEANS/CNRS Photothèque

En plus de ces derniers, les scientifiques à bord de Tara collectent aussi des bactéries et des virus qui fourmillent dans nos océans. Eric Karsenti apprend ainsi aux lycéens que boire la tasse équivaut à engloutir des millions et des millions de virus : grimaces garanties !

 

II. Découvrir Tara : un laboratoire d’exception

 

Le jeudi 27 septembre, Eric Karsenti et Chris Bowler, directeur de recherche CNRS à l’Institut de Biologie de l’Ecole Normale Supérieure et coordinateur scientifique de Tara, accueillent Yves Frenot, Conseiller pour la Science et la Technologie à l’Ambassade de France à Washington D.C., pour lui présenter Tara, les recherches faites à bord et les activités d’influence qu’exerce la fondation dans les instances internationales, notamment l’ONU.

C’est l’occasion de découvrir le bateau, son architecture unique – Tara a une coque arrondie –, les différents instruments de mesure, ses deux laboratoires – un sec, à l’intérieur, et un humide, sur le pont. Tara dispose de différents outils de collecte et d’observation.

  • Les scientifiques peuvent utiliser des filets, dont les mailles sont plus ou moins resserrées en fonction du type d’organismes recherchés. Le « manta net » est ainsi utilisé, entre autres, pour collecter du plastique en surface. La plupart de ces filets sont fragiles, les marins doivent donc veiller à ce que la vitesse du voilier ne soit pas trop élevée lorsqu’ils sont tractés à l’arrière du navire.
  • La goélette est également équipée d’une pompe péristaltique. Elle permet de pomper de l’eau de mer, chargée de milliards d’organismes différents, dans des profondeurs allant de 10 à 120 mètres.
  • Enfin, une rosette est présente à la proue, un instrument incontournable de la recherche sur Tara, capable de descendre jusqu’à mille mètres de profondeur. Il s’agit plus exactement d’une cage en aluminium, pesant 250kg, composée de 10 bouteilles Niskin, qui permettent de prélever de l’eau à différentes profondeurs, et de différents capteurs mesurant au cours de la descente vers le fonds la pression, la température, la conductivité, les quantités de nitrogène, d’oxygène ou encore la fluorescence. Un capteur d’imagerie, appelé Underwater Vision Profiler (UVP), permet en outre de visualiser directement les particules et organismes rencontrés en plongée, de les quantifier, voire même de les identifier.

Infographie d’instruments à bord publiée dans la revue Science (22/05/2015)

 

Les protocoles de collectes sont standardisés : une condition sine qua non pour pouvoir comparer et analyser les données entre différents lieux. Tous les prélèvements effectués doivent être stockés dans des congélateurs, situés à la poupe de Tara. Cela demande de la place – surtout pour les échantillons de coraux – et de l’énergie. Toutes les six ou huit semaines, lors des différentes escales, ces prélèvements sont envoyés dans les laboratoires partenaires des expéditions, quand les infrastructures le permettent. Il faut aussi traiter les déchets générés par les travaux scientifiques, dont certains sont hautement toxiques. Cela demande une technologie qui n’est malheureusement pas toujours présente lors de certaines escales, il faut alors garder ces déchets à bord.

Découvrez le bateau et une partie de l’équipage en vidéo ici !

 

Martin Hertau, capitaine (à gauche) et Eric Karsenti (à droite), devant le « wet lab ».

© Nadia Benallal

 

 

III. Tara Océans : et après ? Discussions et perspectives scientifiques.

 

Dans le cadre de la venue de Tara à Boston, un atelier scientifique s’est tenu, le mardi 2 octobre, au prestigieux Radcliffe Institute of Advanced Studies de l’Université de Harvard.

Cet atelier était intitulé « The New Age of Ocean Discovery : Opportunities from Tara Oceans », et était organisé par Chris Bowler, Radcliffe Institute Fellow ’17 et Colleen Cavanaugh, Edward C. Jeffrey Professor of Biology à la Harvard Faculty of Arts and Sciences. L’objectif pour les participants est alors de présenter et de discuter les recherches effectuées sur les données collectées lors de Tara Oceans. Une des principales plus-values scientifiques de cette expédition est en effet la collecte de données sur les océans, d’une ampleur inédite, qui permet aux chercheurs de disposer ensuite d’une collection d’échantillons associée à une base d’image et de données extensive.

En plus de Chris Bowler et d’Eric Karsenti, deux scientifiques français ont fait le déplacement pour cette journée : Olivier Jaillon, chercheur de l’Institut de biologie François Jacob - Génoscope (Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives, CEA), et Hélène Morlon, Directrice de recherche CNRS à l’Ecole Normale Supérieure, lauréate du prix Irène Joliot-Curie 2017 et médaille de bronze du CNRS. Ces deux derniers s’intéressent notamment, bien que depuis des perspectives différentes, à la structure géographique des différents organismes collectés par Tara. Hélène Morlon s’attache ainsi à comprendre les facteurs, le courant ou l’environnement par exemple, influençant la répartition géographique de nombreuses espèces. Elle travaille également à retracer l’histoire de la diversification de ces espèces depuis une perspective phylogénétique. Sa présentation faisait donc écho à celle d’Olivier Jaillon, qui traitait de biogéographie génomique. Une collaboration avec le Génoscope a en effet permis de séquencer les échantillons prélevés au cours de l’expédition et, démontrer la richesse d’une biodiversité jusqu’alors totalement mésestimée.

Les objectifs de la discussion qui s’en est suivie étaient notamment de partager les connaissances en la matière, de faire part des différents domaines de données, mais également d’évoquer les différentes technologies disponibles pour analyser ces données. Si ces discussions permettent en effet de présenter les recherches scientifiques fructueuses permises par Tara, ainsi qu’en atteste la publication de nombreux articles dans les revues les plus réputées (Science, Nature..), elles montrent également toute l’étendue de connaissances à acquérir, notamment du point de vue de la biodiversité, sur les milieux marins. Tara occupe donc dans cette conquête scientifique une place des plus importantes.

Alyssa Goodman, Robert Wheeler Willson Professor of Applied Astronomy, introduit la conférence d’E. Karsenti, intégrée au cycle de conférences « The Undiscovered » du Radcliffe Institute of Advanced Studies.

© Anne Puech

 

A la suite de ce workshop, Eric Karsenti a donné une conférence, « Tara Oceans : Cells, Embryos and the Origins of Complexity in Life », ouverte au public et introduite par Alyssa Goodman, co-directrice du Programme Science du Radcliffe Institute. Cette dernière a souligné à quel point les océans, et notamment ses abysses, nous sont inconnus, particulièrement du point de vue génomique. Qualifié d’ « invisible multitude » et de « dark matter of the oceans », en référence à l’immensité de la matière noire inconnue des astrophysiciens, le nombre important de gènes pour lesquels aucune fonction ni lien taxonomique ne peut être identifié par les chercheurs dépasse en effet tout ce qui était envisagé et a fait sensation.

Eric Karsenti donne une conférence publique au Radcliffe Institute.

© Céline Belanger / Tara Expeditions Foundation

Eric Karsenti a par ailleurs pu rappeler son remarquable parcours de recherche : tout au long de sa carrière, il a ainsi contribué avec succès à la compréhension des mécanismes moléculaires qui gouvernent le cycle cellulaire, c’est-à-dire les mécanismes permettant aux cellules de se diviser, et de l’embryogénèse. Sa quête des clés de compréhension de l’explosion de la diversité du vivant dans les océans pendant près de 3 milliards d’années fait par ailleurs l’objet de son dernier livre Aux Sources de la vie . Retraçant son implication dans l’aventure Tara, Eric Karsenti a présenté les recherches faites à bord et les connaissances acquises lors de l’expédition Tara Océans, menée de 2009 à 2013, dont il était le directeur scientifique. Puisant son inspiration tant chez Kant que dans les récits de voyage de Darwin, Eric Karsenti, et son équipage, s’ancrent ainsi avec succès dans la tradition légendaire des expéditions naturalistes du XIXe siècle, soulignant à quel point la découverte scientifique est aussi une aventure humaine, artistique et philosophique.

De gauche à droite : Eric Karsenti et une partie de l’équipage : Martin Hertau – capitaine, Nicolas Bin – second capitaine, David Monmarché – responsable plongée, Charlène Gicquel - cheffe mécanicienne, Clémentine Moulin – chargée de logistique et Sophie Bin – cuisinière.

© Anne Puech

 

 

IV. L’aventure Tara : des expéditions sur tous les océans du globe

 

Depuis sa reprise en 2003 par la Fondation Tara Expéditions, la goélette a déjà effectué onze expéditions scientifiques.

Tara Arctic. De septembre 2006 à février 2008, la goélette s’est laissée emprisonnée dans les mâchoires des glaces arctiques. Le but était de réitérer la dérive effectuée par le Norvégien Nansen un siècle auparavant à bord du Fram et de réaliser des observations environnementales sur la banquise, l’océan et l’atmosphère, d’identifier les changements en cours concernant la glace de mer, et ainsi d’améliorer notre capacité à simuler les changements à venir. Forte de sa coque ronde en aluminium, qui se solidifie avec le froid, Tara a dérivé sur près de 1800km, guidée par le capitaine Grant Redvers.

Tara dans les glaces de l’Arctique

© Tara Expeditions Foundation

Tara Océans. De septembre 2009 à décembre 2013, Tara s’est lancé dans un tour du monde en 50 escales afin d’étudier les effets du changement climatique sur les systèmes planctoniques et coralliens qui jouent un rôle essentiel pour notre planète et la vie humaine. Cette expédition a généré une source inestimable de données pour améliorer la construction de modèles de changement climatique : 80 % des gènes marins désormais déposés en banques de données – dont 80% sont encore inconnus – ont été collectés à bord de Tara. Cette expédition a également permis de prendre conscience du désastre écologique que représente le plastique pour les océans : lors de son passage en Antarctique en janvier 2011, la goélette a relevé entre 956 et 42 826 morceaux de plastique par kilomètre dans cette partie reculée du globe.

Tara Méditerranée. De mai à novembre 2014, Tara a mis les voiles sur la Méditerranée pour justement mieux comprendre l’ampleur et les impacts de la pollution plastique sur cet environnement fragile et pourtant très fréquenté. Tara en a également profité pour mener différentes actions de sensibilisation afin d’inciter les 450 millions d’habitants vivant sur les zones côtières de la Méditerranée à mieux protéger les riches écosystèmes marins qui s’y trouvent.

Tara Pacific. Enfin, depuis 2016, la goélette est en expédition dans le Pacifique pour explorer les potentialités de résistance, d’adaptation et de résilience des récifs coralliens face au changement climatique et démographique. De Wallis-et-Futuna à Clipperton, en passant par le Japon, les scientifiques ont pu collecter des informations précieuses pour la compréhension des coraux. Après cette dernière escale à Boston, la goélette a rallié Lorient, son port d’attache, le 27 octobre, où un accueil en grande pompe leur a été réservé.

Carte de l’expédition Tara PACIFIC (2016-2018).

© Tara Expeditions Foundation

 

 

V. Make Our Planet Great Again : une initiative couronnée de succès aux Etats-Unis

 

Le 1er juin 2017, le Président américain Donald Trump annonçait le retrait des Etats-Unis de l’Accord de Paris sur le climat adopté en décembre 2015. Le lendemain, le Président de la République, Emmanuel Macron, lançait un appel aux chercheurs, étudiants, entrepreneurs et ONG du monde entier, intitulé « Make Our Planet Great Again ». Objectif ? Les mobiliser et les encourager à rejoindre la France dans la lutte contre le changement climatique.

Pour ce faire, une plateforme dédiée a été créée : makeourplanetgreatagain.fr. Celle-ci a connu un véritable succès aux Etats-Unis : plus de la moitié des candidatures provenaient de chercheurs et étudiants américains !

Un soutien financier exceptionnel a par ailleurs été mis à disposition de certaines ambassades, dont l’Ambassade de France aux Etats-Unis, afin de soutenir la mise en place de cette initiative. Cet apport financier a permis notamment de renforcer les projets de recherche conjoints entre équipes françaises et américaines sur le climat, de développer de nouvelles coopérations et d’encourager la mobilité étudiante transatlantique. Il a également permis au Service pour la Science et la Technologie de soutenir l’organisation d’événements franco-américains abordant les thématiques de l’environnement et des changements climatiques.

C’est dans ce cadre que l’atelier scientifique « The New Age of Ocean Discovery : Opportunities from Tara Oceans », s’est tenu le mardi 2 octobre au Radcliffe Institute of Advanced Studies.

 

Auteure : Paola Tanguy.