Au cours de plusieurs jours de navigation dans les fjords de la région de Magallanes, un Une équipe internationale de spécialistes s'est lancée dans une campagne scientifique visant à élucider comment l'avenir de Forêts de varech sous-marines en PatagonieDans un contexte de réchauffement climatique et d'accélération du recul glaciaire, ces écosystèmes marins sont devenus un véritable laboratoire naturel pour comprendre les effets du changement climatique sur les océans.
L'expédition s'est concentrée sur la zone environnante Baie inutile et détroit de l'Amirauté, dans la Patagonie chilienne subantarctique, où s'étendent de vastes forêts dominées par le varech géant (Macrocystis pyrifère) et d'autres macroalgues brunes et rouges. Ces « forêts pluviales marines » offrent abri et nourriture à une grande diversité d'organismes, tout en jouant un rôle important dans le stockage du carbone ; par conséquent, toute modification de leur structure ou de leur répartition a des répercussions qui dépassent largement la pointe sud de l'Amérique.
Un laboratoire naturel pour étudier le changement climatique dans les fjords de Patagonie
Dans les fjords de Patagonie, les forêts de varech géant et autres macroalgues Ils constituent l'un des écosystèmes marins les plus productifs de la planète. Ils servent de zones de reproduction, d'alimentation et de refuge aux poissons, aux invertébrés, aux oiseaux et aux mammifères marins, tout en séquestrant d'importantes quantités de carbone dans leur biomasse et leurs sédiments. Autant d'éléments qui en font un élément clé des stratégies mondiales d'atténuation du changement climatique fondées sur la nature.
Cependant, le recul rapide des glaciers subantarctiques Elle modifie les conditions physico-chimiques de ces fjords. L'afflux accru d'eau douce et de sédiments diminue la salinité, turbidifie l'eau et réduit la lumière disponible pour la photosynthèse, autant de facteurs qui peuvent limiter la croissance et la répartition des macroalgues. De plus, ces changements physiques entraînent une reconfiguration de l'habitat de nombreuses espèces associées.
Dans le but de mieux comprendre ces processus, des scientifiques de Chili, Allemagne et Brésil Ils ont organisé une expédition de six jours dans la région subantarctique de Magellan. À bord du navire de recherche, l'équipe a exploré divers fjords et baies, sélectionnés en fonction de leur degré d'influence glaciaire, afin de comparer la variation des communautés de faune algale et benthique le long des gradients environnementaux générés par les rejets d'eau de fonte.
La campagne a rassemblé des chercheurs de Université de Magallanes (UMAG), l' Centre international du Cap Horn (CHIC) et l' BASE de l'Institut du Millénaire, ainsi que des spécialistes de Université de Brême (Allemagne) et le Université de São Paulo (Brésil). Ce partenariat entre institutions européennes et latino-américaines offre une vision globale de la dynamique des fjords influencés par les glaciers, avec des applications qui intéressent à la fois les communautés scientifiques européennes et sud-américaines.
L'équipe a porté une attention particulière aux forêts dominées par Macrocystis pyrifère et dans les populations d'algues rouges Sarcopeltis skottsbergii, Communément appelé luga rougeAvec eux, la flore et la faune associées, le phytoplancton et le microbiomes liés aux macroalgues, afin d’obtenir une vision aussi complète que possible de ces communautés marines et de leur réaction à un environnement en évolution rapide.
Une expédition internationale avec une approche collaborative
La campagne était menée par Dr Andrés Mansilla, Directeur de l' Laboratoire des écosystèmes marins antarctiques et subantarctiques (LEMAS) de l'UMAG et chercheur au CHIC. Sous sa coordination, des chercheurs confirmés et des étudiants ont participé. Diplômes de licence, de master et de doctoratqui ont trouvé dans ce voyage une occasion formatrice difficilement reproductible. Les échanges quotidiens à bord entre les équipes de différents pays leur ont permis de renforcer leurs réseaux et de partager leurs méthodologies de travail dans un contexte de recherche réel.
Le caractère interdisciplinaire et multinational de la campagne était l'une de ses caractéristiques les plus marquantes. Depuis l'Allemagne, Professeur Kai BischofDes chercheurs du Département de botanique marine (MarBot) du Centre des sciences environnementales marines (MARUM) de l'Université de Brême ont profité de l'expédition pour comparer les résultats obtenus en Patagonie avec ceux d'autres régions. Systèmes de fjords influencés par les glaciers dans l'ArctiqueDans le cadre du projet européen SEA-Quester, cette initiative, financée et menée avec la participation de l'Europe, étudie comment les macroalgues marines réagissent aux changements de salinité et de luminosité sous-marine associés au réchauffement climatique.
Dans ce contexte, l'équipe allemande s'est concentrée sur l'étude de physiologie de Macrocystis dans des conditions de faible salinité et de faible disponibilité de lumière le long des panaches de décharge glaciaire. En combinant ces données avec des mesures détaillées du climat lumineux sous-marin, ils cherchent à détecter d'éventuelles tendances de perte ou d'expansion de l'habitat de ces macroalgues, ainsi que les conséquences que cela pourrait avoir sur la structure des écosystèmes de fjords dans différentes régions de la planète, de la Patagonie aux marges glacées de l'océan Arctique.
Pour l'étudiant de l'Université de Brême Lisanne GerbachCette campagne représentait sa première expédition scientifique de longue durée. L'expérience de travailler à bord, entourée de paysages subantarctiques et vastes forêts de varechCela lui a permis de mettre en pratique ses connaissances théoriques et de participer à toutes les étapes de l'échantillonnage, de la planification au traitement initial des échantillons, ce qui n'est pas toujours possible dans des environnements de laboratoire plus contrôlés.
La présence de chercheurs de Université de São Paulo Cela a ajouté une dimension supplémentaire au projet. Dr Leonardo Zambotti Villela, chercheuse associée à l'Institut de chimie de cette université, a participé à la campagne dans le cadre de Programme pour l'Atlantique Sud et l'Antarctique (PROASA)Cette initiative, menée par la Fondation de recherche de São Paulo (FAPESP), vise à générer des connaissances scientifiques pour lutter contre la crise environnementale mondiale et promouvoir le développement durable dans des régions clés telles que l'Atlantique Sud et l'Antarctique, qui sont étroitement liées à la Patagonie.
Macroalgues, biodiversité et microbiomes sous pression glaciaire
Dans le cadre de cette collaboration sud-américaine, l'équipe brésilienne, en collaboration avec le professeur Pio Colepicolo, promeut le projet. « Dynamique de la biodiversité algale sous l’effet du changement climatique »qui intègre l’expérience écologique et de terrain du groupe chilien à la puissante infrastructure de recherche de l’Université de São Paulo. Dans le cadre de l’expédition Magellan, conçue comme une campagne conjointe entre un projet FONDECYT mené par LEMAS et PROASA, le Dr Zambotti Villela s’est concentré sur collection d'espèces sentinelles de macroalguesC’est-à-dire des organismes particulièrement sensibles ou représentatifs des changements environnementaux.
Ces espèces sentinelles permettent une évaluation plus précise de la façon dont biodiversité des macroalgues et des communautés marines associées Dans un contexte de réchauffement continu et de recul glaciaire, des échantillons ont été prélevés à différentes profondeurs et distances des rejets d'eau de fonte, en comparant des sections plus directement influencées par les glaciers avec des zones un peu plus éloignées, où les conditions de salinité et de transparence de l'eau sont différentes.
Outre les macroalgues de grande taille, l'équipe a consacré des efforts considérables à l'étude des phytoplancton et microbiomes associés des forêts sous-marines. Grâce à des techniques biomoléculaires avancées, la composition des communautés microbiennes vivant à la surface des algues et dans l'eau environnante est analysée. Ces micro-organismes jouent un rôle essentiel dans les cycles des nutriments et la santé globale de l'écosystème, bien qu'ils passent souvent inaperçus à la surface des grandes frondes d'algues brunes et rouges.
Les chercheurs ont également procédé à un échantillonnage de microalgues benthiques potentiellement toxiques ou nuisibles et phytoplancton nuisible Dans les zones proches des zones de pêche, comme celles des huîtres australes, la présence de certains groupes de microalgues peut avoir des effets directs sur la sécurité alimentaire et la santé des communautés côtières. Il est donc essentiel de comprendre comment les modifications liées à la fonte des glaces et aux changements climatiques pourraient favoriser ou entraver leur prolifération.
Le travail de terrain s'est appuyé sur des techniques de plongée scientifique et l'utilisation de équipement de pointe pour l'échantillonnage et l'enregistrement des donnéesDes plongées systématiques ont permis de collecter des macroalgues, des invertébrés et des échantillons d'eau, ainsi que des images et des vidéos haute résolution des forêts sous-marines. Ces éléments serviront de base à la reconstitution détaillée de la structure des communautés benthiques et à la comparaison de leur état actuel avec les changements qui pourraient être observés lors de futures expéditions.
Interdisciplinarité, faune associée et nouvelles générations de scientifiques
La diversité des profils à bord a permis d'aborder l'étude des forêts sous-marines de Patagonie sous des angles très différents. chercheur Renato Borras-ChávezÉtudiant à l'Université de Rhode Island, il participa à l'expédition en tant que plongeur scientifique, contribuant à l'échantillonnage des macroalgues et de la faune benthique. Parallèlement, il profita du passage de l'expédition à travers… Fjord de Parry pour obtenir des échantillons d'un léopard de mer grâce à l'utilisation de drones et de techniques d'échantillonnage à distance, une réussite significative compte tenu de la difficulté d'étudier cette espèce dans les régions méridionales difficiles d'accès.
À son tour, le Dr Jaime Ojeda, chercheuse au CHIC Center et membre du Millennium Institute BASE, s'est concentrée sur évaluation de la diversité benthique dans les forêts de Macrocystis pyrifèreLeurs travaux analysent comment les communautés d'invertébrés et d'autres organismes benthiques varient en fonction des gradients de salinité, entre les zones fortement touchées par la fonte glaciaire et celles plus éloignées de cette influence directe. Ces comparaisons leur permettent d'identifier les groupes d'espèces les plus vulnérables et ceux qui présentent une plus grande capacité d'adaptation.
Dans la section formation, les étudiants de master du LEMAS-UMAG Camila Catalán y Karen Chaura Ils ont joué un rôle actif dans les travaux à bord et les opérations de plongée. Catalán s'est concentré sur Analyse de la photosynthèse chez les macroalguesmesurer l'efficacité avec laquelle les algues convertissent la lumière en énergie dans différentes conditions de turbidité et de salinité. Chaura, pour sa part, s'est consacré à collecte et caractérisation des invertébrés associés aux forêts sous-marines, depuis les petits crustacés jusqu'aux organismes filtreurs qui vivent fixés aux frondes ou au substrat rocheux.
L'étudiant en doctorat de l'UMAG Francisco Bahamonde (LEMAS-UMAG-BASE) a combiné sa participation aux tâches générales du projet avec des travaux spécifiques axés sur microalgues benthiques potentiellement toxiques et la présence de phytoplancton nuisible dans les zones pertinentes pour la pêche aux huîtres du sud. De plus, des échantillons ont été prélevés pour étudier le microbiomes associés aux macroalgues grâce à des outils biomoléculaires, qui permettront une compréhension plus approfondie de la relation entre les communautés microbiennes et la santé des forêts de varech.
Au-delà des objectifs strictement scientifiques, la campagne comportait une forte composante de formation des nouvelles générations de chercheursVivre ensemble à bord, travailler dans des conditions météorologiques changeantes et devoir coordonner la plongée, l'échantillonnage et l'analyse préliminaire des données ont offert aux étudiants et aux jeunes scientifiques une expérience proche de la réalité du travail de terrain dans des régions reculées, ce qui est particulièrement précieux pour ceux qui se préparent à de futures expéditions en Antarctique ou dans d'autres environnements extrêmes.
Toutes les données et tous les échantillons recueillis pendant ces journées de navigation seront maintenant traités dans des laboratoires de Chili, Allemagne et BrésilDes analyses génétiques, chimiques, physiologiques et écologiques seront réalisées. L'objectif est d'intégrer ces résultats à des modèles plus vastes permettant de prédire comment les forêts de varech et la biodiversité associée réagiront à différents scénarios de changement climatique, fournissant ainsi des informations essentielles à la communauté scientifique et aux gestionnaires de l'environnement en Europe et en Amérique du Sud.
Les découvertes de cette expédition démontrent que les forêts de varech sous-marines de Patagonie ne sont pas seulement des écosystèmes fascinants d'un point de vue naturel, mais aussi des éléments stratégiques pour comprendre et atténuer les impacts du changement globalGrâce à la collaboration entre des institutions du Chili, d'Europe et du Brésil, et à l'approche interdisciplinaire qui combine tout, de la physiologie des macroalgues à l'étude des microbiomes et de la faune associée, les bases sont posées pour anticiper comment ces systèmes pourraient se transformer au cours des prochaines décennies et quelles mesures pourraient être prises pour les protéger au mieux.
