De l'importance des expéditions naturalistes pour le recensement de la biodiversité

      

Bruno Chanet (docteur HdR, MNHN)

Sophie Mouge (enseignante SVT, MNHN)

Sophie Pons (enseignante SVT, MNHN)

  

L’intérêt et l’importance des expéditions scientifiques pour l’étude de la biodiversité ne datent pas d’hier. Ces entreprises s’inscrivent sur le temps long dans l’histoire à la fois des scientifiques, des institutions et des nations. En effet, les voyages de Bougainville ou de James Cook, dans la seconde moitié du XVIIIe siècle, avaient bien sûr des buts scientifiques, buts de découvertes mais aussi des buts géopolitiques, de reconnaissance, d’exploration et d’évaluation des ressources exploitables. Elles étaient aussi des prétextes et des excuses de prise de possession de territoires considérés comme vierges, des terrae nullii n’appartenant à personne et qu’il était donc possible de coloniser sans aucun souci, ni scrupule : ce fut le cas de l’Australie considérée comme Terra nullius -terre de personne- avant l’arrivée des britanniques jusqu’en 1992, niant ainsi la présence des aborigènes.

Mais, au cours du XXe siècle, les buts d’investigations scientifiques sont devenus les objectifs principaux pour évaluer et recenser des biodiversités inconnues et quelquefois en perdition. Tous les chercheurs ne peuvent participer à ces expéditions ; récolter des spécimens (Figure 1) c’est aussi permettre à tous de les étudier, de les examiner dans des conditions de laboratoires (Figure 2) avec les outils appropriés (ct-scan ou microscopie électronique à balayage). Après récolte, ils sont préparés, identifiés, décrits, mesurés, entrés dans des collections et bases de données internationales.

 

image canopée

Figure 1 : Echantillonnage des arthropodes de la canopée par fogging

© B. Chevassus au Louis - MNHN

    

Figure 2 : Etude de spécimens au laboratoire

© M. Desoutter-Meniger - MNHN

          

Réaliser des expéditions scientifiques, c’est fournir de nouveaux objets d’études, et ce pour au moins des décennies, à toute une partie de la communauté scientifique, avec pour conséquence des découvertes et une diffusion de celles-ci au plus grand nombre.

 

Quelques exemples d’expéditions scientifiques

Le voyage de Bougainville

Les expéditions Cousteau

Les campagnes antarctiques françaises

Le programme La Planète Revisitée

 

         Le voyage de Bougainville

De l’automne 1766 au printemps 1769, à bord de la Boudeuse puis de l’Etoile, Louis Antoine de Bougainville (1729-1811) entreprend une circumnavigation avec un naturaliste, un dessinateur et un astronome. Son but est d’explorer et recenser les territoires notamment du Pacifique sud. Les îles Malouines, l’archipel des Tuamotu, l'Île de France (aujourd'hui île Maurice), les îles Samoa, l’archipel de Vanuatu, les îles Salomon, puis les Moluques sont tour à tour visitées et explorées avant de rejoindre Saint-Malo. A son bord, le botaniste Philibert Commerson (1727-1773) embarqué sur l’Étoile découvre, échantillonne et décrit de nombreuses espèces et échantillons. Ses spécimens sont encore conservés et étudiés au Muséum national d’Histoire naturelle.

 

Figure 3 : Clitoria heterophylla, une plante conservée dans les herbiers du MNHN et récoltée par Philibert Commerson à Madagascar.

© Patrick LAFAITE-MNHN

    

Figure 4 : Des poissons osseux de l’espèce Rhinecanthus aculeatus originaires des Seychelles et conservés actuellement dans un des herbiers de poissons dans les collections de la zoothèque du MNHN, sous la référence MNHN B-3048.

© Collection d'ichtyologie-MNHN

 

Si le mode de conservation des plantes sous la forme d’un herbier est classique et bien connu, il l’est beaucoup moins pour les animaux. Or à cette époque, transporter de l’alcool en grandes quantités pour préserver des spécimens représente à la fois un poids et un danger non négligeables et donc conserver l’objet des récoltes en herbiers était une pratique courante. Mise au point par Jean-Fréderic Gronow (1690-1760) à Leyde (Pays-Bas) durant la première moitié du XVIIIème siècle, cette technique consistait à fendre en deux les animaux, à en ôter les chairs et les principaux éléments du squelette, puis à la sécher au soleil, au grand air. De tels spécimens, comme ceux récoltés lors du voyage de Bougainville ont ainsi traversé les siècles et tour à tour été étudiés par des grands noms du Muséum : Bernard Germain de Lacepède (1756-1825), Georges Cuvier (1769-1832), Constant Duméril (1774-1860) et Achille Valenciennes (1794-1865). Plusieurs herbiers de poissons, dont celui construit par Philibert Commerson, occupent encore aujourd’hui une place privilégiée parmi les multiples richesses des collections du Muséum national d’Histoire naturelle.

 

         Les expéditions Cousteau

Figure 5 : Le navire “la Calypso"

©The Cousteau Society   /   www.cousteau.org

 

De 1951 à 1996, l’équipage de la Calypso, le célèbre navire océanographique du commandant Cousteau (1910-1997), a participé à de nombreuses expéditions scientifiques sur toutes les mers et océans du globe. En accueillant à son bord nombre de scientifiques, la Calypso a renoué le fil des navires explorateurs et a concouru à l’étude et à la découverte de la biodiversité marine.

Dans les collections d’ichtyologie du Muséum national d’Histoire naturelle, c’est plus d’un millier de spécimens qui proviennent de ces diverses campagnes sur les eaux du globe.

D’abord conservés à bord et ramenés dans des barils remplis d’alcool, ces spécimens ont été identifiés, décrits, placés dans des bocaux séparés entreposés dans la zoothèque du Muséum national d’Histoire naturelle.

 

Figure 6 : Radiographie d’une raie, Raja cyclophora, récoltée lors d’une mission de la "Calypso" sur les côtes uruguayennes en 1961 et actuellement conservée dans les collections scientifiques du Muséum national d’Histoire naturelle sous la référence MNHN 1984-0022.

© collection d'ichtyologie - MNHN   et   © C. Guintard

      

Ces spécimens sont régulièrement extraits de cette collection pour étude par des scientifiques du monde entier.

   

         Les campagnes antarctiques françaises

Depuis la découverte de la Terre Adélie par Dumont d’Urville en 1840, de nombreuses missions scientifiques se sont succédé dans les mers australes et territoires antarctiques.

En 1961, Jean-Claude Hureau, alors chercheur au MNHN, mena les premiers travaux sur place sur les poissons osseux antarctiques. Il échantillonna, recensa et accumula les observations sur ces espèces, tant en hiver qu’en été, à la station Dumont d’Urville (Terre Adélie).

 

    

Figure 7 : L’«Astrolabe», navire océanographique français des TAAF et de l’IPEV, dans les eaux au large de la Base Dumont D’Urville, sur l’île des Pétrels en Terre Adélie.

© IPEV-E.Sultan - MNHN

Figure 8 : Le résultat d’un coup de filet en Antarctique, prélude à l’étude de la biodiversité de ces régions. Ici, des poissons osseux de l’espèce Champsocephalus esox, channichthyidés.

© G. Lecointre - MNHN

 

Après une pause sur le terrain de près de 30 ans, ces travaux fondateurs se poursuivent encore actuellement par des équipes MNHN en collaboration avec l'IPEV et d’autres équipes de recherche internationales.

Une des dernières expéditions en date, intitulée Mers Australes, et découlant du programme scientifique franco-australien CEAMARC (article en ligne ou à télécharger), s’est donnée pour objectif de récolter les espèces vivantes d’un secteur géographique jusqu’ici inexploré.

 

Figure 9 : Remontée de chalut à l’arrière du brise-glace australien «Aurora australis» (janvier 2008)

© S.Mouge-MNHN

Figure 10 : Dans la salle de tri du brise-glace «Aurora australis», des chercheurs du Muséum s’affairent autour des spécimens remontés par le chalut (janvier 2008)

© S.Mouge-MNHN

    

Le but est d’établir un inventaire détaillé de la biodiversité marine au large de la Terre Adélie, en connaître sa répartition, et améliorer notre capacité à prédire l’avenir de la biosphère dans un environnement changeant, du fait des perturbations provoquées par les icebergs, la fracture des glaciers ou le réchauffement des masses d’eaux. Dans un contexte français, tels étaient les objectifs généraux des campagnes de pêche en Terre Adélie "REVOLTA" (programme IPEV 1124, 2009-2013, puis 2014-2017) dont le pilotage scientifique est au Muséum national d'Histoire naturelle.

L’avenir proche a donné raison aux préoccupations des chercheurs puisque des données satellitales nous ont permis de voir que la langue glacière du Mertz s’est détachée du continent antarctique, occasionnant de nouvelles conditions pour le biotope de cette région, en  entraînant une production accrue d'icebergs et une augmentation de l'apport d'eau douce à l'océan Austral : http://www.insu.cnrs.fr/environnement/cryosphere/rupture-du-glacier-mertz-en-antarctique

Au cours de cette mission, la biodiversité a été échantillonnée grâce à des chaluts permettant de remonter à la surface toute la faune et la flore vivant près et sur les fonds océaniques

Reliée au chalut, une caméra permettait aussi de visionner les assemblages de communautés animales et végétales.

Une fois inventoriée, la biodiversité collectée est rapatriée dans les différents organismes de recherche impliqués, dont le MNHN. Dès lors, les chercheurs étudient les spécimens en vue de mieux comprendre les écosystèmes antarctiques et établir les relations de parenté entre espèces.

 

            Le programme "La Planète Revisitée"

Le Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN) et Pro-Natura International (PNI) sont co-auteurs d’une initiative intitulée La Planète Revisitée dont l’objectif global est le développement des connaissances scientifiques des zones les plus riches et les plus menacées de la planète en matière de diversité biologique. Cette initiative, prévue pour durer dix ans, a pour ambition d’organiser des expéditions scientifiques dont le but premier est l’inventaire des espèces, dans 11 « points chauds » de la biodiversité. Une première expérience avait été menée en 2006 sur l’île d’Espiritu Santo, dans le Pacifique Sud. Les recherches se sont orientées dans 4 directions : le monde marin, le monde terrestre (forêts, montagnes, rivières), le monde souterrain, les espèces ‘sauvages’ et ‘envahissantes’ et leurs interactions avec la population humaine de l’île.

 

Figure 11 : Récolte de corallinales en scaphandre sur un tombant corallien. Les Corallinales désignent un ordre d’algues rouges (Rhodophyta) comptant au moins deux familles: les Sporolithacées et les Corallinacées, et plus de 700 espèces. Ces algues se caractérisent par un thalle "dur" , cette rigidité est due à des dépôts calcaires dans la paroi interne des cellules.

                                                        © IRD

Figure 12 : Equipement de pêche électrique. La mission Santo a été, pour l’équipe rivière, l’occasion de faire un inventaire des poissons et des crustacés décapodes dulçaquicoles de l’île. La technique employée est la pêche à l’électricité qui se pratique à l’aide d’un appareil portatif appelé "martin-pêcheur", fonctionnant sur batterie. Le principe est de créer un champ électrique dans l’eau entre deux électrodes, et qui va agir sur les poissons. Le poisson, dont la nage est perturbée, peut alors être attrapé avec une épuisette. Il est étudié, photographié puis remis à l’eau.

                                          © Clara Lord - MNHN.

 

La mission Santo 2006 a permis de récolter les tissus de nombreux spécimens. Ces tissus ensuite traités à Paris permettent d’établir les barcodes moléculaires des espèces collectées. Ils contribuent à enrichir une base de données établissant le lien entre une séquence d’ADN d’un individu et l’espèce à laquelle il appartient (projets « barcoding of life », lancé en 2003 par P. Hebert et son équipe : http://www.boldsystems.org/). Un barcode moléculaire est un fragment d’ADN présent chez tous les organismes vivants : il s’agit d’un gène codant pour une protéine qui intervient dans la chaîne respiratoire de la mitochondrie ; la séquence de ce gène est par ailleurs assez variable d’une espèce à l’autre pour être un bon ‘marqueur’ de l’espèce. Ce ‘code-barre’ peut donc permettre d’identifier une espèce.

 

Figure 13 : Des gastéropodes de la famille des Turridae, collectés à Santo et qui ont fait
l’objet de prélèvements de tissus pour établir leurs barcodes moléculaires.

© Nicolas Puillandre - MNHN

 

Le MNHN et PNI ont décidé de poursuivre cette expérience pour mener à bien des recherches scientifiques sur la diversité biologique terrestre et marine à Madagascar et au Mozambique dans le cadre du « Programme Afrique ». La mission « Mozambique-Madagascar » a eu lieu en 2009-2010. Cette expédition ciblait essentiellement la biodiversité « négligée » :

- invertébrés marins, algues et poissons dans les eaux froides du sud de Madagascar ;

- entomologie, botanique et amphibiens dans les forêts sèches du Mozambique.

Voici quelques spécimens collectés dans le Sud de Madagascar. La collecte était faite à pied (à « vue »), en plongée ou en bateau (à l’aide de chaluts). Chaque soir, les échantillons étaient triés, rangés et étiquetés. Les plus intéressants ont fait l’objet de prélèvements de tissus (pour les analyses génétiques ultérieures).

  

Figure 14 : le centre de tri

© Sophie Pons - MNHN

 

Figure 15 : exemples de spécimens collectés de crustacés collectés dans le sud de Madagascar, à gauche un crabe et à droite Panulirus homarus rebellus

© Tin Yam Chan

   

Figure 16 : Exemples de mollusques marins, à gauche un membre du genre Haminoea et à droite Lyria patbaili

© Bob Abela

    

Ce programme prévoit de nouvelles missions dans les prochaines années, en particulier en Papouasie-Nouvelle guinée en 2012-2013.

Ce programme donne lieu à un suivi éducatif régulier, offrant la possibilité à des classes de suivre chaque mission et de travailler en parallèle sur des projets pédagogiques avec leurs enseignants. Voici ici quelques exemples de travaux réalisés par des classes lors des premières missions.

     

Pour en savoir plus

 

 

 

Last modified: Tuesday, 22 January 2019, 4:45 PM