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Mésocosmes artificiels

Au laboratoire d'Écologie numérique des Milieux aquatiques, nous avons installé deux mésocosmes identiques de 1500L chacun. Ils sont composés d'une cuve principale de 500L pour la croissance des colonies mères, de deux fois deux aquariums expérimentaux de 300L chacun qu'il est possible de déconnecter du circuit principal pour produire ou étudier des boutures dans des conditions physico-chimiques différentes, de filtres complets : mécanique, biologique, écumeur et chimique (réacteurs à calcaire). L'installation est complétée par des "refuges" où des algues sont cultivées pour réguler les concentrations en azote et en phosphore dans les installations jusqu'à des valeurs en dessous du micromolaire.

L'ensemble est contrôlé et piloté par un ordinateur qui se charge de stabiliser les paramètres physico-chimiques aux valeurs voulues : salinité de 35 (psu), température de 26°C, pH(sws) autour de 8, alcalinité de 2,5meq/kg, etc. Le dispositif est complété de pompes de brassage puissantes et variables afin de simuler l'effet du ressac, et d'éclairages artificiels à base de tubes fluorescents à haut rendement (T5) et d'éclairages HQI. L'eau de mer est artificielle et est produite par dissolution de sels commerciaux dans de l'eau osmosée et déminéralisée. Le taux de renouvellement de l'eau est de 20% par mois.

Ces mésocosmes sont peuplés, bien entendu, des différentes espèces de scléractiniaires que nous étudions, mais aussi d'une flore et d'une faune variées (poissons algivores, mollusques et crustacés divers, annélides filtreurs et détritivores, etc.). Il s'agit, en fait, de créer une petite communauté capable de maintenir le système en équilibre. Nous avons donc bien affaire à des écosystèmes en miniature, artificiels certes, mais qui permettent de recréer un environnement propice à nos scléractiniaires. Certains d'entre eux se reproduisent même de manière sexuée dans nos installations, comme Pocillopora damicornis.

Ces mesocosmes ont été conçus par Philippe Grosjean et réalisés par Exotic 2000. Ils ont ensuite subi quelques modifications, principalement au niveau des filtres, de l'éclairage et des supports pour les coraux. Y ont contribué, Olivier Detournay et Antoine Batigny.

QUELQUES PHOTOS


Les mésocosmes en cours d'installation (mars 2005, photo: Exotic 2000). Les deux cuves au devant sont les bacs de production de 500L. A gauche, les bacs déconnectables de 300L et les refuges de 100L au dessus d'eux.



La première mise en eau. Bacs de 300L à gauche, de 500L à droite. Le filtre au fond dans sa première version, mais qui sera modifié ensuite (avril 2005).



Version finale des mésocosmes, équilibrés et peuplés de leurs habitants. Vue d'ensemble des deux mésocosmes (avril 2009).



Bac de production de 500L en fonctionnement (avril 2009).



Vue sur le bac de production d'un mésocosme (avril 2009).



Vue sur le bac de production du second mésocosme (avril 2009).



Les colonies mères fraîchement importées (décembre 2006). Au centre (en rose), la colonie mère de Seriatopora hystrix, notre modèle biologique favori... et pour cause: sa croissance est tellement rapide dans nos installations qu'il s'est imposé de lui-même comme sujet d'étude de croissance idéal.



Après un peu plus de deux ans (avril 2009), les colonies mères se sont bien développées dans les mésocosmes! L'essentiel de l'espace est occupé par de grosses colonies clones de Seriatopora hystrix, toutes issues de la même colonie mère d'origine (voir ci-dessous). Pouvoir travailler sur des clones est un avantage énorme car cela réduit la variabilité interindividuelle dans les expériences. Le léger changement de couleur est principalement dû à une modification de l'éclairage par rapport aux conditions dans le milieu naturelle de la bouture de départ.



La production est plus que suffisante pour suppléer nos besoins en boutures pour les expériences (avril 2009). Les boutures sont suspendues à des fils de nylon et sont marquées pour suivre leur croissance plus facilement. Notez, une fois de plus, à quel point S. hystrix est capable de changer de couleur selon l'intensité et la qualité spectrale de la lumière.



Nous étudions également d'autres espèces (mars 2008). Ici, des boutures d'Acropora tumida (en vert), de Pocillopora damicornis (en beige), de Stylophora pistillata (en mauve, au centre en bas), et de Caulastrea furcata (au premier plan, gros polype unique sur la droite).



Encore une autre vue sur les boutures (octobre 2009), avec en plus des espèces citées ci-dessus, Acropora formosa (branches brunes à pointes claires).



Un des quatre bacs déconnectables de 300L (octobre 2009). Les supports des colonies mères sont bien visibles, ainsi que la pompe pulsée électroniquement (Tunze Stream) sur la droite. Le poisson jaune est un Zebrasoma flavescens, un excellent brouteur d'algues.



Une autre pompe Stream (en haut à gauche) dans un des bacs de production. Les poissons servent principalement à nettoyer le bac des algues indésirables. Ici, Zebrasoma xanthurum (bleu à queue jaune), Zebrasoma desjardinii (rayé), et on aperçoit la tête sous les supports à coraux en bas d'un Pomacanthus annularis (octobre 2009).



Pour finir, voici notre mascotte (octobre 2009), un superbe Tridacna derasa, mollusque bivalve formant également une symbiose avec les zooxanthelles, tout comme les scléractiniaires hermatypiques. Celui-ci mesure près de 40cm et pèse déjà plusieurs kilos,... mais il devrait grandir encore!

 

Quel est l'intérêt d'étudier des scléractiniaires en milieu artificiel?

L'objectif n'est-il pas de comprendre le fonctionnement de ces animaux dans leur milieu naturel? Les installations artificielles du type de celles que nous utilisons ne sont-elles pas trop différentes du milieu naturel? Dès lors, les observations que nous y faisons ne sont-elles pas, elles aussi, totalement artificielles? Non, nous ne cherchons pas à extrapoler indûment nos observations à ce qui se passe dans le milieu naturel, mais nous nous basons sur une constante: l'animal est (génotypiquement) le même. Dès lors, son étude écophysiologique dans un environnement parfaitement contrôlé où nous pouvons expérimenter des conditions impossibles à obtenir en milieu naturel ouvre des perspectives intéressantes pour comprendre dans le détail comment l'holobionte fonctionne. Nous pouvons explorer ses possibilités d'adaptation phénotypique. En particulier, nous tentons d'expliquer précisement pourquoi cet holobionte est aussi efficace pour créer des récifs à l'échelle géologique et à la diversité biologique extrêmement élevée.

D'AUTRES AQUARIUMS...


Mais d'où provient la photo ci-dessus?
Non, elle n'a pas été prise en milieu naturel... c'est l'aquarium personnel d'un membre du service (cliquez sur l'image pour en savoir plus)! Une façon bien agréable de continuer à travailler à la maison, en quelque sorte...


Un aquarium sans bord!
Cet aquarium a été présenté au printemps des sciences 2008 (cliquez sur l'image pour l'agrandir). L'eau coule par débordement au dessus de parois en polycarbonate de densité très proche de l'eau de mer. Les parois deviennent, ainsi, quasi-invisibles, englobées entre deux couches d'eau.