La valeur écologique des éponges d'eaux profondes - Fao.org
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NOTE D’ORIENTATION SponGES
©Pêches et Océans Canada
La valeur écologique
des éponges d’eaux
profondes
L a valeur écologique des éponges d’eaux profondes est
déterminée par leurs caractéristiques écologiques spécifiques et
le rôle que jouent les champs d’éponges dans les eaux profondes.
La recherche sur ces éponges est technologiquement complexe, et
indissociable de la microbiologie, de l’écologie, de l’évolution, de
la taxonomie, de la génétique, de la biologie moléculaire et de la
biotechnologie.
En décembre 2020, à la fin du projet quadriennal SponGES financé
par l’Union européenne, ce que l’on sait maintenant de l’écologie des
éponges d’eaux profondes a été résumé en une liste des principales
caractéristiques écologiques. Il s’agit d’énoncés simples où sont décrites
en termes qualitatifs les connaissances des experts sur les éponges
d’eaux profondes.
Cette méthode a dorénavant été adoptée par la communauté scientifique
comme outil concret d’aide à la gestion des écosystèmes et aux décisions
d’orientation (Towsend et al., 2011; Jobstvogt et al., 2014).
Les caractéristiques écologiques recensées concernaient cinq domaines
différents: distribution, biodiversité, diversité génétique, flux de nutriments et
d’éléments, réaction aux menaces et aux impacts.
SponGES a reçu un financement d’Horizon 2020, le programme de
recherche et d’innovation de l’Union européenne, en vertu de la
convention de subvention N°679849. Le présent document n’exprime
que le point de vue de ses auteurs – l’Agence exécutive pour les
petites et moyennes entreprises (EASME) n’est pas responsable de
l’usage susceptible d’être fait des informations qui y figurent.
Principales caractéristiques Le deuxième ensemble de caractéristiques
écologiques des éponges écologiques concerne la manière dont les champs
d’éponges d’eaux profondes soutiennent un
d’eaux profondes niveau accru de biodiversité:
Le premier ensemble de caractéristiques
écologiques concerne la distribution des éponges
• Les éponges d’eaux profondes vivent
attachées au fond marin et offrent un habitat
et des agrégats très denses d’éponges (des
tridimensionnel complexe à d’autres organismes
champs d’éponges d’eaux profondes) dans les
marins (figure 2).
eaux profondes:
• Les éponges d’eaux profondes accueillent en
• Les éponges d’eaux profondes se rencontrent à abondance des invertébrés marins très divers,
des profondeurs allant de 200 à 3 000 mètres. généralement moins fréquents en dehors des
• Les éponges d’eaux profondes peuvent former champs d’éponges.
des communautés très denses appelées champs
d’éponges.
• Les champs d’éponges d’eaux profondes
peuvent servir d’aire d’alimentation, d’abri, de
• Les agrégats d’éponges d’eaux profondes frayère ou d’alevinière aux poissons démersaux
se rencontrent souvent en forte densité sur et à d’autres organismes marins.
des entités topographiques (mont sous-marin,
dorsale, talus continental, fjord…).
• Les éponges d’eaux profondes soutiennent
les réseaux marins d’aliments en mettant à la
• Les champs d’éponges d’eaux profondes disposition d’autres organismes marins des
peuvent être constitués d’une seule espèce nutriments dissous et particulaires (matières
dominante (champ monospécifique) ou d’une organiques et inorganiques).
combinaison d’espèces dont quelques-unes
prévalentes (figure 1).
FIGURE 2 Exemples des différents types de faune
FIGURE 1 Exemples de différents types de mis en évidence sur des agrégats
champs d’éponges d’eaux profondes d’éponges d’eaux profondes Vazella
pourtalesii dans le Bassin Émeraude en
a Nouvelle-Écosse (Canada).
a
b
b
c
a) agrégat monospécifique de Pheronema carpenteri dans les
Açores, Atlantique Nord-Est (©IMAR), b) agrégat multispécifique
d’éponges du genre Geodia dans la zone du Bonnet flamand,
Atlantique Nord-Ouest (©Pêches et Océans Canada), c) agrégat
multispécifique d’éponges sur le banc Schulz de la dorsale médio- a) Sébastes (Sebastes spp.) et lieux noirs (Pollachius spp.) (©Beazley
arctique (©The University of Bergen, UiB). et al., 2018), b) Crabes (Cancer borealis) (©Hawkes et al., 2019).
2
Le troisième ensemble de caractéristiques écologiques • Les éponges d’eaux profondes peuvent
met en évidence la diversité génétique typique des s’accommoder pour une courte durée de
éponges d’eaux profondes et leur capacité de produire l’augmentation des sédiments en suspension
des composés chimiques très variés: dans la colonne d’eau et/ou des sédiments
• Les éponges d’eaux profondes contiennent des accumulés sur le fond marin.
familles de gènes que l’on trouve dans plusieurs • Les éponges d’eaux profondes et la faune
espèces animales, dont les humains. invertébrée qui leur est associée sont très
• Les éponges d’eaux profondes accueillent une sensibles aux sulfures massifs broyés des fonds
communauté de micro-organismes symbiotiques marins, et meurent lorsqu’elles sont exposées à
(bactéries, virus, champignons…), appelée ce type de sédiments broyés en suspension.
microbiome, spécifique au niveau non seulement • Les éponges d’eaux profondes peuvent dans une
de l’espèce mais aussi de l’individu. certaine mesure se régénérer, mais, organismes
• Les éponges d’eaux profondes et leur microbiome à croissance lente, ne manifestent que peu de
produisent en petite quantité des composés qui rétablissement au fil du temps.
peuvent déclencher une réaction présentant un
potentiel thérapeutique dans les cellules et les FIGURE 3 Exemples de différents types d’impacts
tissus de plusieurs animaux, y compris les humains. sur les éponges d’eaux profondes
Le quatrième ensemble de caractéristiques
a
écologiques explique comment la physiologie des
éponges concourt dans les eaux profondes au
transport et au cycle de plusieurs nutriments:
• Les éponges d’eaux profondes sont des
organismes filtrants de haute efficacité, qui
pompent de forts volumes d’eau.
• Les éponges d’eaux profondes se nourrissent
principalement de bactéries et de matières
organiques dissoutes (MOD) dans l’eau des
océans. Elles consomment du carbone organique
et libèrent du CO2 par la respiration, et ne b
contribuent donc pas au piégeage du carbone.
• Les éponges d’eaux profondes peuvent, en
fonction des nutriments disponibles, et de
l’abondance et de la composition de leur
microbiome, consommer de l’azote inorganique
biodisponible ou en produire.
• Les éponges d’eaux profondes, en particulier les
éponges de verre, utilisent une quantité importante
de silice dissoute pour constituer leur squelette. c
Le cinquième ensemble de caractéristiques
écologiques correspond aux réactions et à la
vulnérabilité des éponges d’eaux profondes
face aux menaces et aux impacts dans les eaux
profondes:
• Les éponges d’eaux profondes sont gravement
endommagées par les activités humaines qui ont
des impacts sur le fond marin (figure 3).
• Les éponges d’eaux profondes manifestent une (a) Prises accessoires d’éponges par chalutage de fond (©Pêches
réaction spécifique par espèce aux variations de et Océans Canada), (b) Panache de sédiments en suspension
l’état de l’océan liées au changement climatique au-dessus de Farrea occa et d’Heterochone calyx (©Sally
Leys, University of Alberta), (c) Impact des câbles sous-marins
(augmentation de la température de l’eau et de transmission de courant sur un récif d’éponges de verre
diminution du pH). (Aphrocallistes vastus) (©Dunham et al., 2015).
3
Les scientifiques expliquent le plus grand réservoir de carbone organique de
l’océan, mais il n’est pratiquement pas disponible
les conséquences des pour les autres organismes marins multicellulaires.
dommages ou destructions Les éponges d’eaux profondes, en se nourrissant de
subis par les éponges d’eaux MOD et de plancton filtrés depuis la colonne d’eau,
rendent les matières organiques disponibles pour
profondes les invertébrés et les micro-organismes et/ou pour
La FAO a adressé à 20 experts des éponges, par d’autres espèces directement prédatrices de ces
le biais du projet SponGES, un questionnaire en derniers. Les éponges d’eaux profondes concourent
vue de mieux connaître et mieux comprendre la donc à soutenir les réseaux alimentaires benthiques.
valeur écologique globale des éponges d’eaux Il est probable que la destruction ou les
profondes et les conséquences que pourraient dommages subis par les champs d’éponges d’eaux
entraîner les dommages ou les destructions profondes aient un impact important sur le transfert
qu’elles subissent. de matières organiques dérivées des éponges à
Il était demandé aux scientifiques de donner d’autres organismes marins, qui risquent de souffrir
leur opinion sur quatre scénarios différents, basés de la réduction des aliments disponibles.
sur quatre indices: la plausibilité, les éléments CONSÉQUENCES
de preuve, généralisation aux espèces, et
On s’attend à ce que les dommages ou destructions
généralisation géographique (encadré 1).
subis par les champs d’éponges d’eaux profondes:
• retentissent sur le cycle du carbone et de
l’azote, avec une réduction des aliments
ENCADRÉ 1 Indices utilisés pour évaluer
les scénarios disponibles pour différentes espèces marines.
Plausibilité: Dans quelle mesure les experts OPINION DES EXPERTS
estiment-ils le scénario plausible, même si les
Dans une grande partie (90 pour cent) des
données pour le démontrer ne sont pas toujours
disponibles actuellement? réponses, ce scénario était jugé plausible. Mais
dans la presque totalité, les éléments de preuve
Éléments de preuve: Dans quelle mesure les
experts pensent-ils ou savent-ils que le scénario soutenant ce scénario étaient jugés limités,
est basé sur des ensembles de données les données n’ayant été collectées que pour
existants et des analyses réalisées? quelques-unes seulement des espèces d’éponges
Généralisation aux espèces: Dans quelle mesure de l’Atlantique Nord. Seuls 45 pour cent des
les experts pensent -ils ou savent-ils que le scientifiques disaient croire pouvoir extrapoler ce
scénario est applicable à différents agrégats scénario possible à d’autres zones géographiques,
d’éponges? hors de l’Atlantique Nord. Une des sources
Généralisation géographique: Dans quelle d’incertitude concernait l’échelle spatiale (locale ou
mesure les experts pensent-ils ou savent-ils régionale) à laquelle seraient ressentis les effets
que le scénario se produit dans des champs de la réduction des nutriments disponibles due à la
d’éponges situés dans différentes zones
destruction des éponges d’eaux profondes.
géographiques?
SCÉNARIO B: RÉDUCTION DE LA
BIODIVERSITÉ ASSOCIÉE AUX
SCÉNARIO A: DIMINUTION DE LA ÉPONGES D’EAUX PROFONDES
DISPONIBILITÉ DE NUTRIMENTS
TRAITÉS PAR LES ÉPONGES D’EAUX DESCRIPTIF
PROFONDES Les éponges d’eaux profondes sont des ingénieurs
d’écosystème, de sorte qu’elles constituent un
DESCRIPTIF
habitat incroyablement divers sur le fond benthique.
Les éponges d’eaux profondes et les microbiomes Les champs d’éponges d’eaux profondes
associés sont capables de se nourrir de matières accueillent en abondance et en diversité accrues
organiques dissoutes (MOD). Les MOD constituent des espèces d’invertébrés marins tels que
4
crevettes, crabes et calmars. De plus, les éponges de ces derniers servent aux éponges de défense
d’eaux profondes pourraient représenter un Habitat chimique contre des prédateurs, ou de moyens de
essentiel aux ressources halieutiques pour plusieurs réparation interne. On sait que ces composés ont
poissons démersaux. Plusieurs espèces de ces une certaine bioactivité déclenchant des réactions
derniers pourraient s’alimenter dans les champs ou réponses spécifiques, et offrent un potentiel
d’éponges d’eaux profondes, du fait qu’ils y trouvent thérapeutique dans les cellules et les tissus de
des espèces d’invertébrés marins en abondance plusieurs espèces animales, y compris les
accrue, ou se servir des champs d’éponges comme humains.
abri, comme sites de ponte ou comme alevinières. La diversité génétique des éponges varie
Les champs d’éponges d’eaux profondes peuvent entre espèces, entre champs d’éponges et entre
donc être considérés comme zones sensibles individus trouvés à différentes profondeurs.
benthiques de la biodiversité. Les éponges d’eaux profondes, comme toute
population, ont besoin d’une grande diversité
CONSÉQUENCES
génétique pour pouvoir tolérer le stress lié aux
On s’attend à ce que les dommages ou destructions changements environnementaux d’origine naturelle
subis par les champs d’éponges d’eaux profondes: ou anthropique.
• causent une réduction de la diversité et En fait, une grande diversité génétique assure
de l’abondance des espèces (vertébrés et dans une population un nombre important de
invertébrés) associées aux agrégats d’éponges variantes génétiques, parmi lesquelles il peut y
d’eaux profondes. avoir une ou plusieurs combinaisons dont le résultat
peut permettre de faire face à des conditions
OPINION DES EXPERTS environnementales nouvelles. La persistance
Le scénario a été jugé plausible dans toutes d’une population, à terme, est ainsi tributaire de la
les réponses. Il est indéniable que les champs survie et de la reproduction de ces individus mieux
d’éponges offrent des habitats plus divers, adaptés pourvus de ces variantes génétiques.
d’où s’ensuit inévitablement une diversité
CONSÉQUENCES
accrue d’espèces. C’est ce qui explique que les
scientifiques, globalement, estimaient que ce On s’attend à ce que les dommages ou destructions
scénario pourrait bien s’appliquer à des agrégats subis par les champs d’éponges d’eaux profondes:
d’éponges différents (89 pour cent) et à des zones • entraînent une réduction de la diversité
géographiques différentes (63 pour cent). Toutefois, génétique des éponges et par voie de
l’acquisition de preuves statistiques de l’association conséquence de la diversité chimique des
entre espèces et habitats d’éponges d’eaux composés qu’elles produisent.
profondes est gênée par des difficultés logistiques
et des problèmes d’échantillonnage (FAO, OPINION DES EXPERTS
2020a), ce qui explique que les scientifiques ne Dans la majorité des réponses (74 pour cent) ce
s’accordaient pas tous (58 pour cent) sur le niveau scénario a été jugé plausible. La caractérisation
de preuves disponibles. génétique des éponges est complexe, et n’en
est qu’à ses débuts, mais certains éléments
SCÉNARIO C: RÉDUCTION DE LA préliminaires montrent une diversité génétique
DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE DES ÉPONGES aux niveaux de l’espèce, de la population et des
D’EAUX PROFONDES individus. Il est toutefois difficile pour le moment
de prédire dans quelle mesure ces sources
DESCRIPTIF de variabilité génétique (individus/population/
Les éponges d’eaux profondes sont caractérisées espèce) varient à l’échelle spatiale/régionale. C’est
par un patrimoine génétique comprenant les ce qui explique que les scientifiques n’ont pas
gènes des éponges proprement dites et ceux des tous (respectivement 53 et 42 pour cent) adhéré
microbiomes qui leur sont associés. Ces gènes sans hésiter à des généralisations sur l’étendue
variés permettent aux éponges de produire un géographique et la diversité des champs d’éponges
grand nombre de composés chimiques. Certains touchés par ce scénario.
5
SCÉNARIO D: IMPACTS ACCRUS SUR CONSÉQUENCES
LES ÉPONGES D’EAUX PROFONDES On s’attend à ce que les menaces actuelles ou futures
pesant sur les champs d’éponges d’eaux profondes:
DESCRIPTIF
• causent des impacts de longue durée pour les
Les éponges d’eaux profondes sont des organismes champs d’éponges d’eaux profondes
anciens qui ont réussi à peupler l’une des régions les
plus inhospitalières de la planète. Elles sont capables OPINION DES EXPERTS
de réagir aux changements survenant dans leur Les experts unanimes ont convenu qu’il était très
environnement, mais peuvent ne pas s’accommoder probable que les impacts et les menaces pesant sur
efficacement des multiples facteurs de stress les éponges d’eaux profondes augmentent dans un
résultant d’effets de synergie. En outre, elles sont avenir proche, avec des conséquences durables pour
généralement considérées comme organismes à ces organismes vulnérables.
croissance lente, et l’on ne constate guère que les Il est probable que les différents facteurs de
champs d’éponges, lorsqu’ils sont endommagés ou stress tels que l’augmentation de la température de
détruits, se rétablissent au fil du temps. l’eau, l’envasement ou la pollution chimique provoquent
Du fait de leurs caractéristiques écologiques, des réactions différentes selon les espèces d’éponges.
les champs d’éponges d’eaux profondes sont très C’est ce qui explique que les scientifiques aient été
vulnérables aux impacts des activités économiques nombreux (53 pour cent) à penser qu’il convenait de
en eaux profondes. Les pêches profondes, collecter des éléments de preuve plus robustes. En
l’extraction de pétrole et de gaz en eaux profondes, revanche, les impacts entraînant la destruction physique
l’extraction de minéraux, la pose de câbles peuvent des champs d’éponges auront les mêmes effets dans
causer des dommages physiques ou enlever des les différentes zones géographiques, ce qui explique
champs d’éponges d’eaux profondes, ou leur être qu’il y ait eu un large accord sur la généralisation aux
nocives en accroissant l’envasement et la pollution espèces (79 pour cent) et aux zones géographiques
chimique. (84 pour cent). À l’heure actuelle, la principale source
Ces impacts causés par l’activité humaine d’incertitude tient à e qu’on ne comprend pas encore
risquent d’être encore aggravés par les effets pleinement les effets cumulés des facteurs de stress
du changement climatique - la hausse des touchant les différents agrégats d’éponges d'eaux
températures de l’océan couplée à son acidification. profondes.
FIGURE 4 Accord des scientifiques interrogés sur l’issue et les caractéristiques des quatre
scénarios proposés (en pourcentage)
Scénario confirmé Scénario pouvant
par des éléments Scénario plausible
Scénario toucher plusieurs
de preuve robustes dans l’Atlantique
plausible agrégats d’éponges Nord et d’autres
SCÉNARIO A
Diminution des
5%
90% 60% 45%
nutriments traités par les
éponges d’eaux
SCÉNARIO B
Réduction de la
biodiversité associée aux 100% 58% 89% 63%
éponges d’eaux profondes
SCÉNARIO C
Réduction de la diversité 11%
génétique des éponges 74% 53% 42%
d’eaux profondes
SCÉNARIO D
Impacts accrus sur les
éponges d’eaux 100% 47% 79% 84%
profondes
Note: Les pourcentages varient entre « aucun » (0%) et « accord unanime » (100% = 20 experts). Source: Compilation de l'auteure
6
Incidences pour les politiques et des réservoirs de diversité génétique et
et la gestion chimique. En conséquence, la perte de champs
d’éponges d’eaux profondes peut entraîner une
L’aspect essentiel à prendre en considération baisse de la capacité écologique de soutien de
est que ces quatre scénarios sont hautement la vie, de rétablissement après une perturbation
interdépendants. Ils peuvent se produire en même et d’adaptation aux facteurs de stress dans
temps, et il est probable en outre qu’ils se renforcent l’environnement des eaux profondes.
mutuellement. Les conséquences à long terme pour la société
Par exemple, la destruction ou l’enlèvement humaine de la destruction et des dommages subis par
accru des éponges d’eaux profondes (scénario les éponges d’eaux profondes auront probablement
D) entraînera une réduction de la disponibilité de de nombreuses facettes. Toutefois, comme les
nutriments traités par les éponges (scénario A), une connaissances sur le fonctionnement des eaux
réduction de la biodiversité associée aux champs profondes continuent à progresser, les impacts dans
d’éponges d’eaux profondes (scénario B) et une leur ensemble sont difficiles à prévoir (Armstrong et al.,
réduction de la diversité génétique des éponges 2010).
(scénario C) (figure 5). Ce niveau d’incertitude appelle une approche de
Les répercussions sur l’écosystème benthique précaution pour la conservation des éponges d’eaux
sont difficiles à évaluer quantitativement, dans profondes. Les zones fermées établies dans les
le temps comme dans l’espace. Les champs sites où les éponges sont denses ont démontré leur
d’éponges d’eaux profondes sont des zones efficacité, (seule) mesure de gestion efficace pour la
sensibles de la biodiversité, des sites d’activité conservation des éponges d’eaux profondes (FAO,
métabolique intense de la communauté benthique, 2020b).
FIGURE 5 Exemples d’effets possibles des dommages ou enlèvements d’éponges d’eaux profondes
sur les agrégats d’éponges, les écosystèmes d’eaux profondes et la société humaine
Source: Compilation de l'auteure
7
Toutefois, les fermetures de zones à La conservation des champs d’éponges
éponges devront être intégrées à un plan d’eaux profondes en tant qu’écosystèmes
de gestion spatiale plus large. Des menaces marins vulnérables (FAO, 2009), nécessite un
pesant sur les champs d’éponges d’eaux plan de gestion intersectoriel et transfrontières.
profondes peuvent être suscitées en dehors Il devrait avoir pour but de réduire effectivement
des zones fermées et toucher néanmoins les les impacts, directs et indirects, subis par les
champs d’éponges des zones fermées, les champs d’éponges d’eaux profondes tant dans la
eaux profondes et ce qui s’y produit étant en Zone économique exclusive (ZEE) des pays que
interconnexion. dans les zones d’eaux profondes ne relevant pas
de la juridiction nationale.
Bibliographie
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CETTE NOTE D’ORIENTATION A ÉTÉ ÉLABORÉE PAR: Daniela Ottaviani, FAO consultant
CONTACT POUR COMPLÉMENT D’INFORMATION:
Merete Tandstad
Division des pêches (NFI)
Fi-inquiries@fao.org
fao.org/fisheries
Organisation des Nations Unies pour l'Alimentation et l'Agriculture
Rome, Italie
info@deepseasponges.org
deepseasponges.org
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@DeepSeaSponges
/1/04.21
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