Ces zones de reproduction des poissons sont assiégées par les algues rouges, les oursins, les ondes de tempête, le réchauffement des eaux et le changement climatique.
Shane Farrell a passé la majeure partie des trois dernières années sous l’eau, plongeant au large des côtes du Maine. Le doctorat de l’Université du Maine. Un étudiant et son équipe du Laboratoire Bigelow pour les sciences de la mer étudient le déclin rapide des forêts de varech dans les eaux qui se réchauffent.
Alors que les vagues de chaleur marines qui tuent l’écosystème du varech étaient en elles-mêmes alarmantes, les chercheurs ont découvert une nouvelle menace – la prolifération des algues rouges du gazon, une espèce envahissante filamenteuse – qui prend la place du varech qui s’est effondré à cause de la chaleur.
L’équipe a publié ses résultats dans une étude récente publiée dans Science, indiquant que les algues prédatrices libéraient dans l’eau des produits chimiques allélopathiques d’origine hydrique qui empêchaient la régénération des jeunes ou des bébés varech. Ces molécules affectaient spécifiquement la phase gamétophyte, lorsque le varech se reproduit pour produire des gamètes, particulièrement importante pour leur recrutement et leur survie sur les récifs.
« Ce qui est le plus choquant, c’est que les types de produits chimiques trouvés dans l’étude sont également à l’origine du manque de rétablissement de certains récifs coralliens et forêts tropicales humides », a déclaré Farrell, faisant allusion à l’impact plus important de ces espèces envahissantes.
L’une des variétés d’algues rouges les plus abondantes est originaire d’Asie. Doug Rasher, chercheur scientifique principal à la tête du laboratoire Rasher de Bigelow, où travaille Farrell, souligne que le réchauffement des eaux de cette partie de l’Atlantique Nord correspond à la température de l’habitat naturel des algues rouges, ce qui explique pourquoi les algues se portent bien par rapport aux varech, qui sont une espèce d’eau froide. Grâce à des études sous-marines et à des expériences en laboratoire, l’équipe a découvert que le réchauffement de l’eau avait favorisé la prolifération des algues rouges.
Même si elles s’étendent du Canada à certaines régions du Massachusetts, les forêts de varech constituent un élément fondamental des côtes du Maine. L’État reste l’un des plus grands foyers de cet écosystème sur la côte Est. Cependant, entre 2004 et 2018, le sud du Maine a connu une diminution de 80 % de la couverture de varech, principalement parce que le sud est l’une des régions les plus chaudes de la côte.
« Cette transition du varech aux algues du gazon ne se produit pas seulement ici dans le Maine. Elle se produit dans des endroits où les océans se réchauffent rapidement à travers le monde », a déclaré Farrell.
Cependant, c’est loin d’être la seule menace à laquelle le varech est confronté. Une multitude de facteurs de stress environnementaux et biologiques continuent de contrecarrer la survie et la régénération du varech, mettant en perspective les chiffres alarmants concernant le déclin constant. Par exemple, l’oursin reste l’une des principales causes de la décimation de l’abondante couverture de varech dans le pays. « Les oursins sont des criquets, ils rampent sur le substrat (et agissent comme) des tondeuses à gazon sous-marines : ils mangent tout sur leur passage », a déclaré Jon Witman, un biologiste marin qui a enseigné à l’Université Brown et a passé la majeure partie de sa vie de chercheur à étudier les réseaux trophiques marins du golfe du Maine, des îles Galapagos et des récifs de l’île de Pâques.
Witman a également déclaré que les ondes de tempête peuvent détruire les forêts de varech, avec des ouragans intenses déracinant et projetant les frondes. Lorsqu’il dirigeait son doctorat. Lors de ses recherches dans le Maine, il se souvient de dizaines de milliers de plantes échouées sur le rivage après une tempête.
On sait que de tels événements météorologiques extrêmes laissent dans leur sillage des coraux, des varech et des poissons morts. Mais avec le changement climatique, ces événements deviennent de plus en plus fréquents et intenses. Rien qu’en 2024, le pays a été confronté à 27 événements météorologiques extrêmes allant des vagues de chaleur et des sécheresses aux tempêtes violentes et tropicales.
Les scientifiques prédisent que d’ici la fin du siècle, la planète pourrait se réchauffer de 2,3 à 2,5 degrés Celsius, ce qui entraînerait une recrudescence des phénomènes météorologiques extrêmes.
Une carte mesurant les vagues de chaleur marines aux États-Unis entre 1982 et 2023 a révélé qu’elles ont augmenté en intensité et en durée. Au cours des trois dernières décennies, le golfe du Maine s’est réchauffé à un rythme de 0,06 degré Celsius par an (0,11 degré Fahrenheit), soit trois fois plus que la moyenne mondiale. En 2019, la région a subi une canicule marine qui a duré plus d’un mois.
L’impact de ce stress thermique sur le varech est un processus complexe. Ils ont tendance à avoir de mauvais résultats dans les eaux qui se réchauffent et commencent à se désintégrer lorsque les températures dépassent 20 degrés Celsius (68 degrés Fahrenheit), a déclaré Witman.
Farrell en témoigne. Dans le golfe du Maine, à 16,5 degrés Celsius (62 degrés Fahrenheit), il dit que le varech commence à s’éroder à partir de la pointe de la plante, ce qui limite la capacité de la plante à libérer des spores, vitales pour la reproduction.
Cela rend Farrell inquiet pour l’industrie aquacole. « (Les agriculteurs de varech) dépendent des lits de varech sauvages pour leurs graines, utilisent les tissus reproducteurs de ces varech et utilisent leurs spores pour produire des graines », a-t-il déclaré. La perte de varech peut affecter la banque de semences et, par ricochet, l’industrie aquacole du varech dans le Maine, qui est le leader de la culture du varech dans le pays.
L’équipe de Rasher a également découvert que deux espèces de poissons communes ou répandues dépendent fortement des forêts de varech, tirant l’essentiel de leur énergie du varech. Cela ne veut pas dire que les poissons sont des herbivores qui se nourrissent directement de varech, a déclaré Rasher. Au lieu de cela, ils bénéficient d’une chaîne d’interactions qui déplacent le carbone dérivé du varech le long du réseau trophique et dans leurs tissus. « (Avant cette étude), les gens ne savaient pas que les forêts de varech du Maine jouaient un rôle important dans la création d’énergie qui alimente le réseau trophique côtier », a-t-il ajouté.
Comme le varech constitue un habitat viable et un dépôt de nutriments pour les poissons, leur perte croissante peut réduire l’abondance des poissons de récif et potentiellement avoir un impact sur les pêcheries locales, comme cela s’est produit en Californie. Mais les auteurs ne savent pas encore comment cela se passerait pour les pêcheries du Maine.
Bientôt, cependant, ils ont l’intention de déterminer ce que les impacts en cascade de l’invasion des algues rouges signifieront pour le crustacé le plus économiquement viable de l’État : le homard.
« L’élimination physique des algues envahissantes comme Caulerpa en Méditerranée nécessite beaucoup d’efforts, mais ces plantes sont grandes et faciles à cibler, comparées au gazon d’algues rouges, qui est filamenteux », a déclaré Witman, ce qui signifie qu’on ne peut pas vraiment les saisir et les retirer du fond, comme méthode de contrôle.
Rasher a souligné la nécessité de mener davantage de recherches sur la résilience à long terme des forêts de varech. Si l’objectif est de ramener les forêts de varech, a-t-il déclaré, améliorer la réceptivité des récifs impliquerait non seulement de se débarrasser des algues du gazon, mais également d’identifier des cultivars de varech capables de résister au réchauffement des températures océaniques.
La recherche a reçu un financement de la National Science Foundation et de la National Oceanic and Atmospheric Administration, qui ont toutes deux subi des réductions significatives de leur financement au cours du deuxième mandat du président Donald Trump. Les coupes budgétaires se répercuteront sur les laboratoires tels que celui de Rasher, qui dépendait des organisations pour soutenir leurs recherches de pointe.
Cependant, Rasher ne se laisse pas décourager. Il a déclaré que son laboratoire diversifiait davantage ses sources de financement en recherchant un soutien fondamental et philanthropique, en plus du soutien fédéral.
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