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La vie dans les fonds marins

Méduse rouge

Méduse rouge (GoodLifeStudio, iStockphoto)

Méduse rouge

Méduse rouge (GoodLifeStudio, iStockphoto)

Quels sont les liens avec mon programme d'études?

Découvre les créatures uniques qui vivent dans les écosystèmes des fonds marins.

Qu’est-ce que les fonds marins?

Les fonds marins (ou profondeurs marines ou océaniques) sont la couche la plus basse de l’océan où sont réunies les conditions les plus hostiles sur Terre. Il n’y a pas de lumière, la pression est extrême, et les températures sont souvent proches du point de congélation. Mais cela ne suffit pas à empêcher la vie! Suis-nous alors que nous plongeons dans ces eaux et que nous découvrons les adaptations étonnantes des êtres vivants dans les écosystèmes des fonds marins.

Quelle est la profondeur réelle de l’océan? Cette animation incroyable montre à quel point les eaux océaniques sont profondes.

Le savais-tu?

Les fonds marins occupent la majeure partie de l’espace sur la planète. Cela fait de l’habitat pélagique profond le plus grand habitat de la Terre en volume et de l’habitat benthique profond le plus grand habitat de la Terre en superficie.

Qui vit dans les fonds marins? 

Il existe deux types d’organismes des fonds marins : 

  • Les organismes benthiques sont ceux qui passent la majeure partie de leur vie sur le plancher océanique. Certains organismes benthiques, comme les homards et les crabes, peuvent se déplacer librement sur le plancher océanique. D’autres, comme les anémones, se fixent sur le plancher océanique. Voici des exemples d’organismes benthiques des profondeurs marines :
Crabe yéti, ver tubicole géant et corail arborescent rouge.
De gauche à droite : Crabe yéti, ver tubicole géant et corail arborescent rouge. (Sources : Noémy Mollaret [CC BY 4.0] via Wikimedia Commons, image du domaine public par la NOAA via Wikimedia Commons et image du domaine public par la NOAA via Wikimedia Commons.)
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Voici trois photographies en couleur d’organismes benthiques. La photo de gauche montre un crabe. Il a des pinces avant extrêmement allongées. Il est de couleur rose pâle. Ses pattes semblent recouvertes de poils, ce qui donne un aspect velu. La photo du centre montre un groupe de vers tubicoles. La partie du ver qui est reliée au plancher océanique ressemble à un tube blanc. À l’extrémité de chaque tube se trouve une forme rose foncé qui ressemble à un ovale replié en deux. La photo de droite montre un corail noir. C’est un corail très ramifié qui est blanc. Un corail est composé d’un squelette calcaire recouvert d’une colonie de milliers de petits animaux appelés polypes. Le mot corail vient du latin coralium qui désigne ces petits animaux, de forme cylindrique et allongée, avec une bouche entourée de tentacules.

  • Les organismes pélagiques sont ceux qui passent leur vie dans l’eau elle-même. Les poissons pélagiques nagent activement dans la colonne d’eau. D’autres organismes, comme le zooplancton, ne font généralement que flotter. Voici des exemples d’organismes pélagiques des profondeurs marines :
Variety of deep sea pelagic animals
Variété d’animaux pélagiques des fonds marins. (Source : Image du domaine public par DEEPEND/Danté Fenolio via USGS.)
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On voit ici un montage photographique en couleur d’une grande variété d’animaux des fonds marins. De nombreux poissons ont de très grands yeux et de nombreuses grandes dents pointues. Les poissons sont transparents, brunâtres et, dans certains cas, de couleur orangée. Des invertébrés tels que des calmars de différentes formes et tailles ainsi que des créatures gélatineuses sont également présentés.

Explore les profondeurs marines et les créatures qui vivent dans cet écosystème ici!

(Ce site est en anglais. Vous pouvez le traduire en français en cliquant avec le bouton droit de votre souris n'importe où sur la page et en sélectionnant "traduire en français".)

Comment les animaux survivent-ils dans les profondeurs marines?

Les organismes benthiques et pélagiques survivent dans les conditions hostiles des profondeurs marines. C’est pourquoi ils ont besoin d’adaptations spéciales pour trouver de la nourriture, se déplacer, résister à la pression et survivre au froid. Voyons comment ils s’y prennent!

Trouver de la nourriture

Comment les animaux trouvent-ils de la nourriture à une telle profondeur sous l’eau? En l’absence de lumière solaire et de photosynthèse dans les eaux profondes, les plantes vivantes ne sont pas disponibles comme nourriture. Au lieu de cela, les organismes des grandes profondeurs se nourrissent de morceaux de plantes mortes, d’animaux morts et de déchets d’animaux qui tombent d’en haut. Cette source de nourriture est connue sous le nom de neige marine.

Une autre façon dont certains microorganismes se sont adaptés pour s’alimenter en eau profonde est de créer leur propre nourriture! Comme dans le processus de photosynthèse, ces organismes convertissent l’énergie des réactions chimiques en nutriments. Ce processus est appelé chimioautotrophie.

D’autres poissons sont carnivores. Ils attirent des proies grâce à leurs leurres bioluminescents (voir ci-dessous). Lorsque cela se produit, les poissons des profondeurs étirent leur estomac. Cela signifie qu’ils peuvent manger des organismes qui font jusqu’à trois fois leur propre taille! De plus, il arrive occasionnellement que les animaux charognards des profondeurs aient de la chance lorsqu’une carcasse de baleine coule au fond de la mer.

[Vidéo] L'incroyable découverte d'une carcasse de baleine qui abrite des centaines d'espèces sous-marines (2019) par Le Huffington post (2min 4s)

S’adapter à l’obscurité

Si tu as déjà été au bord de l’océan ou vu un film sur l’océan, celui-ci peut sembler être un endroit très lumineux. Mais il ne s’agit que de la couche supérieure de l’océan qu’on appelle la « zone éclairée ». En dessous de 200 mètres environ, l’obscurité s’installe et la lumière du Soleil est trop faible pour que les plantes ou le phytoplancton puissent survivre. Cette zone, appelée « zone crépusculaire », est la zone la plus élevée des grands fonds marins.

Zones pélagiques de l’océan.
Zones pélagiques de l’océan. (Parlons sciences utilise une image de VectorMine via iStockphoto.)
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On voit ici un diagramme illustrant une section transversale de la terre et de l’eau de l’océan. Ce diagramme s'intéresse à l’eau, connue sous le nom de zone pélagique.
La couche supérieure de la zone pélagique est la zone épipélagique ou zone éclairée. Elle s’étend jusqu’à 200 mètres de profondeur. En dessous se trouve la zone mésopélagique ou zone crépusculaire. Elle va de 200 à 1 000 mètres de profondeur. Sous celle-ci se trouve la zone bathypélagique ou zone obscure. Elle s’étend de 1 000 à 4 000 mètres de profondeur. En dessous se trouve la zone abyssopélagique ou zone abyssale (ou l’abysse). Elle va de 4 000 à 6 000 mètres de profondeur. La partie la plus profonde de l’océan est la zone hadopélagique ou zone hadale. Elle porte aussi le nom de fosse ou de tranchée. Elle s’étend de 6 000 à environ 11 000 mètres de profondeur.

La plupart des organismes qui vivent dans la zone crépusculaire migrent vers la zone éclairée pour se nourrir durant la nuit. Ils se retirent ensuite vers la sécurité des eaux plus profondes avant le lever du jour. C’est ce qu’on appelle la migration verticale.

Animation of diel migration

Animation montrant le schéma de migration quotidienne de certains animaux de la zone crépusculaire. (Source : Image du domaine public par la NASA via Wikimedia Commons.)

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Cette animation montre les schémas de migration de certains animaux dans la zone crépusculaire des profondeurs océaniques.
La plus grande partie de l’image est presque noire. C’est l’océan. La lumière du Soleil apparaît comme une zone floue bleu clair au-dessus. Et juste en dessous de la surface de l’océan, un motif gris tourbillonnant dans l’océan monte et descend telle une vague comme si elle suivait le Soleil. Ce schéma représente les animaux qui effectuent une migration verticale.

Pour voir dans les ténèbres à 200 mètres sous la surface, certains animaux des profondeurs marines ont de très grands yeux! Leurs yeux très sensibles à la lumière sont adaptés pour détecter même la plus petite quantité de lumière. Le poisson Barreleye, de son nom anglais, ou poisson à œil tubulaire, en est un bon exemple. Mais ne te méprends pas, ce qui ressemble à ses yeux sont des parties du corps similaires aux narines. Ses yeux sont les boules rondes de couleur verte dans sa tête transparente.

[Vidéo] Où sont situés les yeux du poisson revenant ? (2020) par National Geographic Wild France (2min 11s)

Mis à part les grands yeux, environ 90 % des animaux qui vivent en eau profonde sont bioluminescents. La bioluminescence est la capacité d’un animal à émettre de la lumière. Un groupe d’animaux terrestres bioluminescents que tu connais peut-être sont les lucioles.

[Vidéo] La bioluminescence chez les espèces marines (2018) par Brut (1min 41s)

La bioluminescence est utilisée par les animaux à différentes fins, notamment :

  • pour communiquer;
  • pour effrayer les prédateurs;
  • pour attirer les proies;
  • et pour attirer des partenaires potentiels.

La plupart des poissons bioluminescents produisent une lumière bleu-vert. Ces longueurs d’onde courtes de la lumière sont plus facilement visibles dans les eaux peu profondes et profondes. Les longueurs d’onde plus grandes de la lumière, comme le rouge, ne peuvent pas atteindre les profondeurs de l’océan. C’est pourquoi de nombreux animaux des grands fonds marins sont rouges. Cela les rend plus difficiles à repérer!

Regarde cette vidéo (en anglais) pour en savoir plus sur un poisson qui s’est adapté pour produire de la lumière rouge!

[Vidéo - en anglais] Why this deep sea fish has scientists stumped 🤔 - BBC (2018) par BBC (2min 51s)

S’adapter à la pression

As-tu déjà senti tes oreilles se déboucher après avoir nagé au fond d’une piscine? C’est dû au fait que l’eau et l’air au-dessus de toi créent une pression. La même chose se produit dans l’océan. Plus on s’éloigne de la surface de l’océan, plus la pression est élevée. Les animaux qui vivent dans ces environnements à forte pression ont besoin d’adaptations spéciales.

Les poissons qui nagent dans la zone éclairée ont généralement une vessie natatoire (ou vessie gazeuse) emplie de gaz pour contrôler leur flottabilité. Les poissons contrôlent leur capacité de monter et de descendre en contrôlant la quantité de gaz dans leur vessie natatoire.

Lorsque les poissons descendent au-delà de la zone éclairée, la pression de l’eau augmente. Cette pression comprime le corps du poisson, y compris sa vessie natatoire. L’augmentation de la pression sur le gaz dans la vessie entraîne une diminution du volume. C’est la loi de Boyle. Avec moins de volume pour les maintenir en haut, les poissons couleraient. Alors comment ces poissons peuvent-ils monter et descendre? Certains augmentent la quantité d’oxygène dans leur vessie natatoire, d’autres utilisent des graisses au lieu de gaz pour ajuster leur flottabilité.

Baleines sous pression

Le savais-tu?

Certaines baleines peuvent plonger jusqu’à une profondeur de 3 000 mètres. Comment font-elles?

Record breaking whale dives
Des plongées de baleines records (Source : Anaïs Remili / Whale Scientists. Utilisée avec permission.)
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Voici une infographie de plongées de baleines records. Des illustrations en couleur de diverses baleines sont présentées.
Sur la partie gauche de l’image, les profondeurs sont indiquées par incréments de 1 000 pieds. Elles commencent à 5 000 pieds et vont jusqu’à 10 000 pieds. Sur la partie droite de l’image, les profondeurs sont indiquées par incréments de 500 mètres. Elles commencent à 1 500 mètres et vont jusqu’à 3 000 mètres.
À la profondeur de 1 600 mètres se trouve une illustration de la baleine à bec de Blainville. Cette baleine assez petite, qui ressemble à un dauphin, est grise avec des taches blanches sur le dessus et un ventre blanc.
À la profondeur de 1 780 mètres se trouve une illustration de la bérardie de Baird (ou grande baleine à bec). Il s’agit d’une autre petite baleine semblable à un dauphin. Elle est similaire à la baleine à bec de Blainville, mais sa couleur grise est plus claire.
À la profondeur de 2 250 mètres se trouve une illustration du cachalot (ou grand cachalot). Cette très grande baleine gris pâle a une tête massive rectangulaire et un corps épais.
À la profondeur de 2 339 mètres se trouve une illustration de la baleine à bec commune. Cette baleine, ressemblant à un dauphin, est grise avec des taches gris pâle. Comme le dauphin à gros nez, cette baleine a un grand front bombé.
À la profondeur de 2 992 mètres se trouve une illustration de la baleine à bec de Cuvier. Cette baleine, assez petite semblable à un dauphin, a un corps gris foncé et une tête blanche. Sa bouche semble sourire.

Le corps des baleines est spécialement adapté pour faire face aux changements de pression. Ainsi, lorsqu’elles sont soumises à une forte pression, une partie de leurs poumons peut s’affaisser. Lorsque cela se produit, l’air est expulsé, ce qui minimise la quantité d’azote gazeux dans le sang.

La présence d’azote gazeux dans le sang est très dangereuse lors de la remontée après une plongée. Lorsque les baleines remontent vers la surface, la pression diminue et les gaz se dilatent. En se dilatant, l’azote gazeux peut former des bulles et se retrouver dans des endroits indésirables comme les articulations et le cerveau. Cela peut provoquer de la douleur, des étourdissements et de la fatigue. On parle alors de maladie de décompression, ou encore de « mal des caissons ».

Crustacés sous pression 

Les crustacés connaissent un autre problème lié à la pression. Ces animaux ont un exosquelette fait de carbonate de calcium. Les scientifiques pensaient autrefois que les crustacés ne pouvaient pas descendre à des profondeurs supérieures à environ 4 kilomètres, car la pression écraserait leur exosquelette. Mais les scientifiques ne cessaient de les trouver à des profondeurs de plus en plus grandes, alors pourquoi n’ont-ils pas été écrasés?

Une étude sur les amphipodes, des animaux ressemblant à des crevettes et vivant au fond de Challenger Deep, a révélé que ces animaux ont une couche spéciale de métal sur leur exosquelette. Ces animaux aspirent des matériaux contenant de l’aluminium et les mélangent avec des produits chimiques dans leur intestin. Cela leur permet de produire une couche supplémentaire d’armure métallique!

The armoured amphipod, Hirondellea gigas
L’amphipode blindé, Hirondellea gigas. (Source : Daiju Azuma [CC BY-SA 2.5] via Wikimedia Commons.)
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Photographie couleur d’un petit amphipode. Cette image microscopique est celle d’un minuscule animal rose pâle ressemblant à une crevette. Contrairement à la crevette, il a un corps trapu et de courtes antennes.

S’adapter au froid

À une température moyenne de 4 degrés Celsius, les profondeurs océaniques sont plutôt froides! La survie à des températures aussi froides signifie que les créatures des fonds marins ont développé certaines adaptations, dont la lenteur. Les créatures des fonds marins sont généralement lentes. Cela signifie qu’elles se déplacent et respirent généralement très lentement. Cela est dû au fait que leur corps ont évolué pour réduire leurs besoins énergétiques.

Nous pouvons en fait constater cette adaptation en observant certaines créatures vivant en eaux profondes. Comme elles n’ont pas besoin d’autant d’énergie, les caractéristiques inutiles sont inexistantes. Par exemple, la limace de mer, qui détient le record, a une peau transparente, des muscles fins, un squelette fait de cartilage et aucune écaille! Sa chair est également constituée d’une substance gélatineuse moins dense que l’eau. Ainsi, elle n’a pas besoin de nager pour éviter de couler.

Autres adaptations

Les scientifiques pensaient autrefois que la lumière du Soleil et l’oxygène étaient absolument nécessaires pour créer la vie. Mais en 1977, les scientifiques ont découvert un écosystème dans l’océan où les animaux vivaient sans ces éléments.

Les scientifiques ont étudié les évents hydrothermaux (ou bouches hydrothermales). Ce sont des fissures dans le plancher océanique où la croûte terrestre ouvre l’accès aux couches chaudes centrales de la planète. L’eau à proximité de ces évents hydrothermaux peut atteindre 450 degrés Celsius!

[Vidéo - Endeavour hydrothermal vents] English Translation (2016) par ocean networks canada (7min 45s)

Près de ces évents, sur le plancher océanique, ils ont découvert une communauté florissante d’organismes appelés extrêmophiles. Les extrêmophiles possèdent des adaptations uniques qui leur permettent de survivre dans les profondeurs de l’océan sans nourriture ni oxygène. Un exemple d’extrêmophile est le ver tubicole géant. C’est l’un des organismes benthiques mentionnés au début.

Les vers tubicoles n’ont pas de système digestif. Les scientifiques ont plutôt découvert qu’ils contiennent des bactéries dans un organe spécial appelé trophosome. Les vers tubicoles et les bactéries ont une relation symbiotique. Le ver tubicole fournit à la bactérie un endroit sûr où vivre. La bactérie utilise les minéraux des évents hydrothermaux pour créer des nutriments pour le ver tubicole.

Il est amusant de penser que les scientifiques croyaient autrefois que les fonds marins n’abritaient aucune vie. En réalité, les profondeurs océaniques constituent le plus grand habitat du monde et abritent des millions d’espèces, dont beaucoup restent encore à découvrir!

En savoir plus

Les créatures des abysses (2015)
Vidéo Youtube (2min 08s) qui donne un aperçu de certaines des créatures marines intéressantes qui vivent dans les abysses.

TOP 10 des plus mystérieuses créatures qui vivent dans les profondeurs de l’océan ! (2020)
Vidéo Youtube (7min 37s) décrivant des créatures océaniques mystérieuses.

Comment fonctionne la bioluminescence dans la nature ?
Cet article provenant de National Geographic la fonction et l’objectif de la bioluminescence chez les animaux marins.

ABYSSES: Voyage dans les profondeurs maximales (2021)
Vidéo Youtube (17m 20s) explorant les profondeurs de l'océan. Notamment les zones variées, certaines des créatures et quelques phénomènes exceptionnels.

Adaptés pour survivre
Ce PDF est composé de plusieurs flashcards pour devenir plus familier avec les créatures marines. Vous pouvez les imprimer et les découper pour en faire un jeu.

Références

Dive and Discover (n.d.). The Importance: A Changed “View of Life.” Woods Hole Oceanographic Institution. Retrieved from https://www.whoi.edu/feature/history-hydrothermal-vents/impacts/view.html

Hall, D. (n.d.). The Deep Sea: Introduction. Smithsonian. Retrieved from https://ocean.si.edu/ecosystems/deep-sea/deep-sea

Kobayashi, H., Shimoshige, H., Nakajima, Y., Arai, W., & Takami, H. (2019). An aluminum shield enables the amphipod Hirondellea gigas to inhabit deep-sea environments. PLOS ONE, 14(4), e0206710. doi: 10.1371/journal.pone.0206710

Ponganis, P. J. and G. L. Kooyman (2006, Aug. 21). How do deep-diving sea creatures withstand huge pressure changes? Scientific American. Retrieved from https://www.scientificamerican.com/article/how-do-deep-diving-sea-cr/

Sutton, T. T. and R. J. Milligan (2019). Mesopelagic Zone. Encyclopedia of Ecology (Second Edition). Retrieved from https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/mesopelagic-zone