Biologie marine

Les écosystèmes marins comptent parmi les plus complexes, les plus répandus et les moins bien connus de notre planète.

La biologie marine est l'étude scientifique des organismes marins ou d’organismes reliés à l'eau. Étant donné le grand nombre de phylums, des familles et des genres des espèces qui vivent dans la mer et de ceux qui vivent sur terre en biologie, la biologie marine classe plutôt les espèces en fonction de l'environnement que sur la taxonomie. La biologie marine diffère de l'écologie marine. En écologie marine, les chercheurs se concentrent sur la façon dont les organismes interagissent les uns avec les autres et l'environnement, tandis qu’en biologie marine, les chercheurs étudient l’organisme lui-même. Contrairement à d'autres branches de la biologie définies par rapport à un taxon, c'est un milieu naturel qui sert de définition au cadre de cette discipline.

La vie marine est une vaste ressource fournissant de la nourriture, des médicaments et des matières premières, en plus d'aider à soutenir les loisirs et le tourisme dans le monde entier. À un niveau fondamental, la vie marine permet de déterminer la nature même de notre planète. Les organismes marins contribuent de manière significative dans le cycle de l'oxygène et sont impliqués dans la régulation du climat de la Terre. Les rivages et les côtes sont en partie façonnés et protégés par la vie marine et certains organismes marins aident même à créer de nouvelles terres.

La biologie marine couvre une grande surface: Du microscopique incluant le zooplancton et le phytoplancton aux plus grands cétacés (baleines) qui atteignent jusqu'à un 30 mètres (98 pieds) de longueur.

Les habitats étudiés par la biologie marine comprennent tout depuis les minuscules couches d'eau de surface dans lesquelles les organismes et les éléments abiotiques peuvent être pris au piège par la tension superficielle entre l'océan et l'atmosphère, jusqu’aux profondeurs des fosses océaniques, parfois même 10 000 mètres ou plus sous la surface de l'océan. Elle étudie aussi les habitats tels que les récifs coralliens, les forêts de kelp, les mares résiduelles, les fonds boueux, sablonneux et rocailleux et l'océan ouvert (pélagiques) (la zone où les objets solides sont rares et où la surface de l'eau est la seule frontière visible.)

Une grande proportion de toute vie sur Terre existe dans les océans. La taille exacte de la proportion est inconnue puisque les espèces océaniques sont nombreuses encore à être découvertes. Les océans constituent environ 71 % de la surface de la Terre, en raison de leur profondeur. Ils s'étendent sur environ 300 fois le volume habitable des habitats terrestres sur Terre.

De nombreuses espèces marines sont économiquement importantes pour les humains, incluant les poissons de consommation. Il va donc de soi que le bien-être des organismes marins et d'autres organismes sont liés de manière tout à fait fondamentale à la vie humaine. La connaissance humaine en ce qui concerne la relation entre la vie dans la mer et les cycles importants se développe rapidement avec de nouvelles découvertes presque quotidienne. Ces cycles comprennent ceux de la matière (tels que le cycle du carbone) et de l'air (comme la respiration de la Terre et le mouvement de l'énergie à travers les écosystèmes, y compris l'océan). De vastes zones sous la surface de l'océan restent encore inexplorées.

Sous-domaines

L'écosystème marin est grand donc, il y a beaucoup de sous-domaines dans la biologie marine. La plupart impliquent l'étude des spécialisations de groupes d'animaux particuliers, tels que la phycologie (zoologie des invertébrés et ichtyologie).

D’autres sous-domaines étudient les effets physiques de l'immersion continue dans l'eau de mer et l'océan en général, l'adaptation à un environnement salin et les effets de l'évolution de diverses propriétés océaniques sur la vie marine. Un sous-domaine de la biologie marine étudie les relations entre les océans et la vie marine et le réchauffement climatique et les questions environnementales (telles que le déplacement du dioxyde de carbone).

Les biotechnologies marines récentes ont surtout porté sur les biomolécules marines, en particulier les protéines, qui peuvent avoir des utilisations en médecine ou en ingénierie. Les environnements marins sont le siège de nombreux matériaux exotiques biologiques qui peuvent inspirer les matériaux biomimétiques.

La biologie marine est une branche de l'océanographie et est étroitement liée à la biologie. Elle englobe également de nombreuses idéologies de l'écologie. La science halieutique et la conservation marine peut être considéré comme des ramifications partielles de la biologie marine (ainsi que les études environnementales).

À la fin du XXe siècle l'approche écosystémique prend plus d'importance, puis on cherche à définir et évaluer les services écosystémiques fournis par les écosystèmes marins et côtiers, dont en France avec l'UICN^[1]

Histoire

Article détaillé : Histoire de la biologie marine.

Planche de Haeckel, extraite des de Formes artistiques de la nature, 1904.

Les premières spéculations sur l'origine de la vie se sont faites des années 1840 à 1870. La période de 1870 à 1900 voit l'inauguration de plusieurs laboratoires de biologie marine tant en France, au Canada, en Belgique, en Suisse qu'à l'étranger. Des campagnes océanographiques de grandes ampleurs sont menées en parallèle. La découverte de nouvelles formes de vie marine stimule les recherches phylogénétiques mais aussi d'anatomie comparée et d'embryologie.

Les biologistes sont mis à contribution pour résoudre de nouveaux défis dont ceux de la protection des milieux et des ressources halieutiques face à la surpêche et ceux posés par la pollution, les impacts à long terme des immersions de déchets et de munitions, ou encore par l'étude de la complexité de la biodiversité marine, des très petits organismes (nano-plancton, picoplancton) et des écosystèmes chimiosynthétiques de l’océan profond (via par exemple le programme DEEP OASES démarré en 2006 en France, suivi par Daniel Desbruyères).

Quelques grands noms reliés à la biologie marine:

Anton Dohrn (1840-1909), allemand ;
Carl Chun (1852-1914), allemand ;
Ernst Haeckel (1834-1919), allemand ;
Johannes Peter Müller (1801-1858), allemand ;
Victor Hensen (1835-1924), allemand ;
Hans Hass (1919-), autrichien ;
John Murray (1841-1914), Canadien ;
Ramon Margalef (1919-2004), espagnol ;
Henry Bryant Bigelow (1879-1967), Américain ;
Rachel Carson (1907-1964), Américaine ;
Sylvia Earle (1935-), Américaine ;
Henri de Lacaze-Duthiers (1821-1901), français ;
Jacques-Yves Cousteau (1910-1997), français ;
Jean-Marie Pérès (1915-1998), français ;
Charles Darwin (1809-1882, britannique ;
William Elford Leach (1790-1836), britannique ;
Charles Wyville Thomson (1830-1882), britannique ;
Michael Sars (1809-1869), norvégien ;
Georg Sars (1837-1927), norvégien ;
Nicholas Miklouho-Maclay (1846-1888), russe ;
Vadim Dimitrievich Vladykov (1898-1986), russe ;
Adolf Appellöf (1857-1921), suédois ;
Adolf Portmann (1897-1982), suisse ;

Animaux marins

Vertébrés

Mammifères

Otarie à fourrure d'Afrique du Sud à Cape Cross, Namibie.

Article détaillé : Mammifère marin.

Il y a cinq principaux types de mammifères marins.

Les cétacés sont des baleines à dents (odontocètes), comme le cachalot, les dauphins et les marsouins. Les cétacés comprennent également des baleines à fanons (mysticètes), tels que la baleine grise, le rorqual à bosse et le rorqual bleu.
Les siréniens comprennent les lamantins, le dugong, et la rhytine de Steller (éteinte).
Les phoques (Famille Phocidae), les lions de mer (famille Otariidae - qui incluent également les Otarie à fourrure d'Afrique du Sud), et le morse (famille odobénidés) sont considérés tous les pinnipèdes.
La loutre de mer est un membre de la famille des mustélidés, qui comprend les belettes et les blaireaux.
L'ours polaire (famille des ursidés) peut être considéré comme un mammifère marin en raison de sa dépendance à l'égard de la mer (son nom scientifique est d'ailleurs « Ursus maritimus »).

Oiseaux

Aigrette neigeuse à Sanibel dans le comté de Lee, Floride.

Article détaillé : Oiseau de mer.

Les oiseaux qui se sont adaptés à la vie dans le milieu marin sont souvent appelés les oiseaux de mer. Cet ensemble inclut entre autres les albatros, les pingouins, les fous de Bassan et les manchots. Bien qu'ils passent le plus clair de leur vie dans l'océan, certaines espèces comme les goélands peuvent souvent être trouvé des milliers de miles dans les terres.

Reptiles

Bébé caouanne.

Article détaillé : Reptile.

Les reptiles qui habitent ou fréquentent la mer comprennent les tortues de mer, les hydrophiinae(serpents marins), les tortues, l'iguane marin et le crocodile marin. La plupart des reptiles marins existants, à l'exception de certains serpents de mer, sont ovipares et ont besoin de retourner à la terre pour pondre leurs œufs. Ainsi la plupart des espèces, à l'exception des tortues de mer, passent le plus clair de leur vie sur ou à proximité des terres plutôt que dans l'océan. En dépit de leurs adaptations marines, la plupart des serpents de mer préfèrent les eaux peu profondes à proximité des terres, autour des îles, en particulier les eaux qui sont un peu à l'abri, ainsi que les estuaires proches. Certains reptiles marins disparus, comme le ichtyosaure, avaient évolué pour devenir vivipare et n'avait pas l'obligation de retourner sur la terre ferme.

Poissons

Article détaillé : Poisson.

Invertébrés

Échinodermes

Article détaillé : Echinodermata.

Acanthaster planci, une étoile de mer.

Les échinodermes constituent un groupe exclusivement marin, regroupant de très nombreuses espèces depuis au moins le Cambrien. On y compte notamment les étoiles de mer, les oursins, les concombres de mer (« holothuries »), les crinoïdes ou encore les ophiures. De nombreuses espèces sont extrêmement abondantes sur les fonds marins à toutes les gammes de profondeurs, et constituent ainsi des maillons essentiels des processus biologiques marins de notre planète.

« Crustacés »

Article détaillé : Crustacés.

Le terme vernaculaire « crustacé » désigne les arthropodes marins : en tant que tel il est donc paraphylétique, car il regroupe des animaux très différent en excluant les embranchements terrestres (comme les insectes) qui en font génétiquement partie. Les arthropodes constituent un des groupes les plus abondants de toute la biomasse marine, notamment à travers les petites crevettes planctoniques telles que le krill. Les dizaines de milliers (peut-être même millions) d'espèces d'arthropodes marins ont colonisé toutes les niches écologiques, aussi bien sur le fond qu'en pleine eau ou dans le sédiment, et se sont adaptés par une variété extraordinaire de forme et de tailles, certains crabes des profondeurs mesurant plusieurs mètres de diamètre.

Certains arthropodes marins ne sont cependant pas inclus dans le terme « Crustacés », comme les Chélicérates.

Cnidaires

Chrysaora melanaster à l'aquarium national de Baltimore, États-Unis

Article détaillé : Cnidaires.

Les cnidaires constituent un groupe exclusivement marin, regroupant de très nombreuses espèces d'animaux simplistes à symétrie radiaire. Il regroupe notamment les polypes (corail, anémone de mer) et les formes libres (méduses). Il y a plus de 10 000 espèces reconnues. Par le corail, le groupe est un maillon essentiel de certains écosystèmes extrêmement riches et fragiles.

Mollusques

Article détaillé : Mollusque.

Les mollusques constituent un embranchement majeur et ancien du règne animal, caractérisés par un corps mou et dans certains cas une coquille, qui peut comporter une ou deux valves, parfois plus. Sur le continent, ils sont principalement représentés par les limaces et les escargots. En milieu marin, ils sont représentés par huit classes : les Solénogastres, les Caudofovéates, les Polyplacophores (ou chitons, 900 espèces connues vivant entre 0 et -3 000 m), les Monoplacophores, les Gastéropodes (dont les limaces de mer et les escargots de mer, ou « coquillages » : 103 000 espèces connues ayant une répartition mondiale), les Céphalopodes (poulpes, calmars et seiches, répartis en 786 espèces connues, toutes marines et vivant dans toutes les mers sauf la Mer Noire), les Bivalves (« coquillages » à coquille double, 12 000 espèces vivant en eau douce et dans toutes les mers du monde), et les Scaphopodes.

Autres invertébrés

Article détaillé : Invertébrés.

Comme sur la terre, les invertébrés constituent une énorme partie de la vie marine. Les invertébrés marins comprennent les Cténophores ; les vers de mer incluant les Némertiens, les Annélides, les Sipuncula, les Echiura, les Chaetognatha, et les Phoronida ; les Porifera (éponges) ; les Bryozoaires...

Animaux unicellulaires

De très nombreux protistes (animaux unicellulaires) habitent les eaux marines, et constituent une biomasse colossale. On y compte notamment des Rhizaria (foraminifères, radiolaires) et des Alveolata (Dinoflagellés, Ciliophores, Dinophytes...).

« Champignons » marins

Article détaillé : Fungi.

Plus de 1500 espèces de fungi (champignons au sens large, dont les levures) habitant les milieux marins sont connus. Ceux-ci parasitent des algues marines ou des animaux, ou sont saprobes sur les algues, les coraux, les kystes de protozoaires, les prairies sous-marines, le bois et autres substrats et peut également être trouvée dans la mousse de mer. Les spores de nombreuses espèces ont des appendices spéciaux qui facilitent l'attachement au substrat. Une gamme très variée de métabolites secondaires inhabituels est produite par des champignons marins.

perception de l'environnement marin par le public

Elle a beaucoup évolué dans l'espace et dans le temps.

La perception des Français sur l'état des milieux marins et sur l'exploitation des ressources marines fait l'objet d'une enquête annuelle dont les résultats confirment en 2014 l’inquiétude des français concernant la « santé des mers et des océans du globe ». La plupart des sondés de métropole et d'outre-mer pensent que la mer est en mauvaise santé, avec deux menaces mondiales principales (dégazages et marées noires). Selon leur région, les sondés expriment des différences d'avis. La Méditerranée est perçue comme plus atteinte pour les Français de métropole et d’outre-mer. Une minorité non négligeable des Français (en métropole principalement) estime que « la France surexploite ses ressources marines, en ce qui concerne le tourisme, le transport maritime et la pêche. A l’inverse, la grande majorité des Français de métropole ainsi que d’outre-mer estiment que leurs autorités n’exploitent pas suffisamment les possibilités qu’offre le domaine maritime en matière d’énergies renouvelables et de biotechnologies » ^[2]

Notes et références

↑ UICN (2014), Panorama des services écologiques fournis par les milieux naturels en France - volume 2.2 : Écosystèmes marins et côtiers
↑ Observatoire du littoral (2014) Les Français et la mer : perceptions sur l’état du milieu marin et sur l’exploitation des ressources marines

Voir aussi

Bibliographie

Patrick Scaps (2005). Histoire de la biologie marine. Ellipses édition marketing S.A. (Paris) : 112 p. (ISBN 2-7298-2691-2).
Michel Glémarec, Qu'est-ce que la biologie marine ?, Vuibert, coll. « inflexions »,‎ 2007, 188 p. (ISBN 9782909680-7-4-3)
Roff J.-C., Taylor M.E., Laughren J., 2003. Géophysical approaches to the classification, delineation and monitoring of marine habitats and their communities. Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, 13, p. 77-90. 5 Landscape Ecology, 2008.
Elizabeth K. Hinchey, Matthew C. Nion, Roman N. Zajac and Elizabeth A. Irlandi « Marine and coastal applications in landscape ecology ». Landscape Ecology Volume 23, Supplément 1, 1-5, DOI: 10.1007/s10980-007-9141-3 ; Préface d'un numéro intitulé "Marine and coastal applications in landscape ecology"
Mary Refoy, Toute la nature, Librairie Hachette, coll. « Hachette »,‎ 1965
Robin Kerrod, Les dauphins et les baleines, ML Éditions, coll. « Pleine nature »,‎ 2000 (ISBN 2-7434-1536-3)
Véronique Meyers, Geneviève de Becker, L'encyclo des ados, Éditions scholastic,‎ 2005 (ISBN 0-439-94868-1)
Norman J. Boudreau et Madeleine Choquette-Delvaux, Les Mammifères du Canada, Les presses de l'université Laval,‎ 1975 (ISBN 0-7746-6699-4)
C.R.G., Merveille et mystères du monde sous-marin, Sélection du Reader's Digest,‎ 1974

Liens externes

Zesea Site internet et blog sur la biologie marine, en Méditerranée et dans le monde (Photos, vidéos, articles, report de voyages, etc.)
Marevita illustration de la faune et de la flore des côtes françaises de l'Atlantique et de la Manche.
Mer et littoral Présentation de la biologie des animaux marins. Site référence proposant des fiches illustrées décrivant les principales espèces marines de l'Europe de l'Ouest.
Jean-Louis Fischer, « Créations et fonctions des stations maritimes françaises », La Revue pour l’histoire du CNRS, vol. 7,‎ novembre 2002 (lire en ligne)
mis en ligne le 17 octobre 2006
(fr) « Cours d'initiation à la biologie marine »
IUEM Site de l'Institut Universitaire Européen de la Mer : Masters et Doctorats, Observatoire et Centre de recherche

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