Un article vient de paraître dans le Actes de la Royal Society B décrit deux champs d'évents hydrothermaux remarquablement différents découverts dans le sud du golfe de Californie. Bien qu'étant relativement proches les uns des autres, ces évents hébergent des communautés animales très différentes. Cette découverte contredit une hypothèse scientifique commune selon laquelle les évents voisins partageront des communautés animales similaires. Au lieu, le nouveau document suggère que la géologie locale et la chimie des fluides de ventilation sont des facteurs importants affectant les communautés de ventilation.

En 2012, des scientifiques du Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) ont utilisé des robots sous-marins pour découvrir un nouveau champ d'évent hydrothermal le long de l'Alarcón Rise à l'extrémité sud du golfe de Californie. Poursuivant l'effort en 2015, ils en découvrirent une seconde, champ de ventilation très différent dans le bassin de Pescadero, à seulement 75 kilomètres au nord.

Dirigé par des scientifiques de MBARI, la recherche a impliqué des scientifiques du Mexique, Canada, Russie, et l'Allemagne. En préparant le récent article, ils ont analysé les organismes collectés et les enquêtes vidéo pour déterminer la composition de la communauté. Ils ont également effectué des analyses d'ADN d'échantillons d'eau pour identifier les larves d'animaux de ventilation et des analyses d'isotopes stables pour évaluer les réserves de nourriture dans chaque champ de ventilation.

Les scientifiques ont comparé les animaux vivant dans les champs de ventilation du bassin d'Alarcón et de Pescadero avec ceux trouvés dans le bassin de Guaymas, 400 kilomètres au nord, et sur la dorsale du Pacifique Est, environ 300 kilomètres au sud. Les chercheurs ont découvert que, malgré leur proximité, les champs de ventilation d'Alarcón et de Pescadero abritent des communautés animales radicalement différentes, partageant seulement sept des 61 espèces animales.

Cette découverte contredit une hypothèse scientifique courante selon laquelle les habitats voisins partageront des communautés animales similaires. Au lieu, les résultats suggèrent que la géologie et la chimie locales des fluides de ventilation jouent un rôle dominant dans la structuration des communautés animales. Les résultats sont pertinents pour évaluer les impacts écologiques possibles de l'exploitation minière des fonds marins - les scientifiques doivent tenir compte du caractère unique de la géologie et de la chimie locales et ne pas supposer qu'un approvisionnement commun de larves animales colonisera et restaurera les habitats voisins.

Auteur principal Shana Goffredi, professeur associé et associé au MBARI à l'Occidental College, expliqué, "Tout comme les villes humaines, la communauté qui se forme dans une zone particulière dépend non seulement de qui arrive à cet endroit, mais aussi si les ressources sous-jacentes sont adaptées à leur succès. Variation de ces ressources, qu'elles soient physiques ou chimiques, contribue grandement à la diversité de la région, ce qui est important pour la stabilité de la communauté.

Bien que voisins, les champs d'évents d'Alarcón Rise et du bassin de Pescadero sont géologiquement très différents. Le fond marin le long de l'Alarcón Rise est couvert de jeunes, lave fraîche, et les fluides qui s'échappent des évents sont très chauds (jusqu'à 360 degrés Celsius) et riches en sulfures métalliques qui forment de l'obscurité, cheminées friables connues sous le nom de « fumeurs noirs ». Les animaux de l'Alarcón Rise sont similaires à des endroits plus au sud (près de 300 kilomètres) sur l'East Pacific Rise.

Dans le bassin de Pescadero, cependant, les fluides hydrothermaux traversent d'épaisses couches de boue du fond marin. Au fur et à mesure que le fluide hydrothermal chaud s'écoule à travers cette boue, il "cuit" la matière organique, formant du méthane (gaz naturel) et des hydrocarbures de type pétrole. Les évents du bassin de Pescadero contiennent très peu de sulfure, et les fluides surchauffés produisent des géants, lumière colorée, cheminées carbonatées striées de noir, hydrocarbures huileux.

La plupart des animaux trouvés aux évents de Pescadero sont des vers, et de nombreuses espèces sont nouvelles pour la science. Les vers tubicoles dominants (genre Oasisia) ne sont pas communs ailleurs dans le Golfe. Étonnamment, les deux tiers des animaux de l'évent de Pescadero ne se trouvent pas dans les évents au nord et au sud.

Au cours des deux dernières décennies, les biologistes marins ont essayé de documenter comment les animaux des fonds marins parviennent à se disperser d'un habitat hydrothermal discret à un autre. La majorité des animaux de ventilation libèrent des larves microscopiques qui sont transportées par les courants océaniques. Si certaines de ces larves survivent assez longtemps pour atteindre une autre source hydrothermale, ils peuvent s'installer sur le fond marin, devenir des adultes, et coloniser un nouvel évent.

Cette théorie de la colonisation a conduit les biologistes des évents à supposer que les champs d'évents voisins devraient abriter des communautés animales similaires. Cependant, le nouvel article montre que les larves d'un évent peuvent ne pas réussir à coloniser un évent voisin. La chercheuse de MBARI, Shannon Johnson, a utilisé un séquençage d'ADN à haut débit pour identifier les larves collectées dans l'eau autour des évents. Ses résultats ont montré que les larves d'autres sites peuvent atteindre le bassin de Pescadero, mais les conditions géologiques et chimiques prédominantes empêchent apparemment leur installation et leur croissance là-bas.

Les chercheurs concluent que de nombreux facteurs affectent la composition des communautés animales trouvées dans des évents particuliers. Profondeur d'eau, géologie des fonds marins, température et chimie des fluides de ventilation, et la capacité des larves d'autres évents à coloniser le site jouent tous un rôle. Compte tenu des efforts déployés pour exploiter les champs d'évents hydrothermaux en eau profonde pour les métaux précieux, les scientifiques impliqués dans cette recherche suggèrent que les écologistes et les agences de gestion doivent prendre en compte un plus large éventail de facteurs dans leurs efforts pour prédire les impacts environnementaux et la résilience des communautés affectées.