Glider en Polinesia francesa, agosto 2011. Sibylle d'Orgeval / Tara Expeditions
Comunicado de prensa, Paris, el 9 de noviembre 2011
La expedición Tara Oceans navega en todos los océanos, del Mar Mediterráneo al Océano Atlántico, pasando por el Océano Índico, la Antártida y el Pacífico. Co-dirigida por Eric Karsenti (investigador del CNRS, adscrito al EMBL) y Etienne Bourgois (Presidente del Fondo Tara), ella estudia los ecosistemas marinos planctónicos y ciertos ecosistemas de arrecifes de coral hasta la fecha desconocidos. El plancton, que representa 80% de los organismos unicelulares en la Tierra, desempeña un papel esencial en la vida del planeta.
Desde que dejó Lorient el 5 de septiembre 2009, la goleta Tara ha realizado 133 estaciones científicas para recoger muestras destinadas al análisis en laboratorio. Durante este segundo año de navegación desde Ciudad del Cabo (Sudáfrica) hasta San Diego (EE.UU.), los científicos se han interesado en regiones determinadas, algunas pobres en oxígeno o en vida planctónica, otras caracterizadas por un agua ácida o corrientes circulares. Los análisis preliminares del producto de treinta estaciones ponen de relieve que de 60 a 80% de los genes que caracterizan el plancton eran desconocidos hasta ahora. Con esta expedición sin precedentes, fuertemente apoyada por el CNRS, el EMBL y el CEA, involucrando en Francia unos equipos del CNRS, CEA y UPMC entre otros, los científicos esperan comprender mejor el funcionamiento y la diversidad de la vida marina, y su respuesta a los cambios climáticos.
Tara Oceans es también una expedición que sale al encuentro de las poblaciones de los países visitados, y una gran aventura humana que moviliza varios cientos de personas a bordo y en tierra.
Tara Oceans: Entender y predecir la organización espacio-temporal de las especies planctónicas
La distribución de los organismos planctónicos en los océanos no resulta del azar. Ella es determinada en parte por el medio ambiente, la latitud y las corrientes. Tara Oceans recopila datos para caracterizar estas especies, sus interacciones y sus genomas, y así alimentar los modelos de predicción de su organización en ecosistemas y la distribución geográfica de estos mismos. Estos modelos ayudarán a predecir mejor cómo la vida marina cambiará de acuerdo a los cambios climáticos, a comprender el ciclo del carbono en los océanos y por lo tanto la regulación global del clima terrestre.
Algunos hitos de la expedición
1- La cuantificación semi-automática de los organismos unicelulares (diatomeas, cocolitóforos)
Después de dos años de expedición, se han acumulado numerosos datos oceanográficos, morfológicos y genómicos relativos a estos organismos. Mención particular: el cambio dramático de la diversidad de las algas fotosintéticas entre el Océano Atlántico Sur, la Antártida y el Pacífico Sur. Pero este no es el caso de todos los organismos. Por ejemplo, parece que la naturaleza de los fagos (unos virus que infectan las bacterias) no varía mucho de una región oceánica a otra, por lo menos a nivel morfológico. Sin embargo, como ocurre con casi todos los organismos marinos, los científicos han detectado que los 5% de los genes fágicos analizados en más de 30 estaciones no se conocían hasta ahora.
2- La fertilización del océano Atlántico sur por el Océano Índico, o los ciclones de Agulhas (julio 2010 - septiembre/octubre 2010)
En el transcurso de la travesía del Atlántico Sur, los investigadores han estudiado los "Agulhas rings": esos anillos de corrientes se forman en el Canal de Mozambique, costa este de África, y bajan hacia las aguas frías del Cabo de Buena Esperanza, llevando un gran número de micro-organismos vivos. Al encontrarse con la corriente circumpolar, frente a la Antártida, esas aguas tropicales forman grandes remolinos de varios cientos de kilómetros de diámetro y de una profundidad de casi 4000 metros. Luego, cruzan el Atlántico hasta Río de Janeiro, llevando consigo las especies del océano Índico. Este sistema es un elemento clave de la regulación climática de la Tierra y cobra un protagonismo importante en la biodiversidad oceánica en el Atlántico. Como era de esperarse, Tara Oceans ha muestreado con éxito el Océano Índico meridional y el Atlántico Sur. Las muestras están siendo analizadas en genómica y en sistemas de imagen. Esta es la primera vez que se hace la biología de los ciclones de Agulhas, desde la física hasta la genómica. Las expediciones anteriores se habían focalizado en el aspecto físico-químico: salinidad, tamaño de estos anillos, etc.
3- La fecundación del océano Pacífico por las islas Marquesas (julio 2011)
El Pacífico situado al este de las islas Marquesas es una región muy pobre en plancton. Por el contrario, hierro, nitrógeno y materia orgánica son liberados por las islas. Tara Oceans llevó a cabo una caracterización y un muestreo espectacular de esta región con gliders, una especie de hidro-planeadores, cargados de sensores, y unas boyas derivando. Se realizaron cinco estaciones con el objetivo de analizar el contraste de los organismos recogidos en ambientes con o sin fertilizantes. Esta experiencia interdisciplinaria proporcionará información crucial para entender cómo los ecosistemas se estructuran de acuerdo con el medio ambiente.
Genómica
Los análisis genómicos se hacen en tierra con un retraso de tiempo. Hoy en día, los análisis han abarcado principalmente algunas estaciones hechas en Mediterráneo. La flora está fraccionada por tamaño de los organismos durante la recolección en cada estación. Se procede luego a una secuenciación masiva de los ácidos nucleícos de cada fracción, en un intento de cubrir la mayor diversidad de especies posible. Estos ensayos se realizan sobre mezclas: una de las mayores dificultades es entonces de reunir los datos dispersos de la secuencia de una misma especie. Se observa una increíble diversidad de los contenidos en genes, particularmente a nivel del fitoplancton, el principal objetivo de estos análisis iniciales. La mayoría de los genes observados son completamente inéditos, especialmente para el fitoplancton no-bacteriano y codifican funciones desconocidas. Junto a los elementos constantes encontrados en cada estación, en proporciones variables, también se observan genes específicos de una determinada estación. Esos análisis iniciales se extenderán a un mayor número de estaciones elegidas por sus particularidades oceanográficas. Estos análisis iniciales ayudan a validar el enfoque molecular y a calibrar el esfuerzo requerido por cada una de las fracciones y cada tipo de ácido nucleico analizado.
La misión Corales
Hospedando por si solos más de un tercio de las especies marinas, en menos de 0,1% de la superficie de los océanos, los arrecifes de coral son un reto focal para Tara Oceans. Entre los equipos que han estudiado los arrecifes de coral, están en particular la Universidad de Milano-Bicocca, el Centro Científico de Mónaco, el CORDIO, la Universidad de Miami, el UICN, el Instituto Oceanográfico de la Isla Mauricio, el EMBL, el IRD y el Museum Tropical de Queensland. Se recolectaron numerosas muestras. Se necesitarán varios años para explotar toda la información.
Pero ya en estos últimos dos años, los equipos científicos han puesto en evidencia:
- Una alta dinámica de las poblaciones de coral que sugiere una buena salud general de los arrecifes explorados. Por ejemplo, la misión en las Islas Gambier permitió volver a encontrar todas las especies registradas en 1974 por el biólogo Jean-Pierre Chevalier, excepto el Stylophora pistillata, el coral con ramas que se encuentra también en el Océano Índico y el Mar Rojo, y que es muy sensible al estrés térmico. Su desaparición ya ha sido demostrada en las Maldivas después del blanqueamiento de 1998. Al mismo tiempo, el número de especies de coral en las Islas Gambier se ha enriquecido del descubrimiento de diez especies nunca antes descritas en esta zona.
- Los arrecifes de coral estudiados han, hasta ahora, bastante bien soportado los episodios de aumento de la temperatura. Durante el verano austral, el aumento de la temperatura del agua ha provocado solamente una leve decoloración, sin prueba de mortalidad al Oeste del Océano Índico. Los niveles más altos de blanqueamiento y de mortalidad de los corales estudiados se observaron al final del verano austral en el Este del océano Índico. Este episodio ha afectado al 50% de los corales, con una mortalidad del 30% en los hábitats más vulnerables. Los corales ramificados dominantes, Acropora, de crecimiento rápido, estaban sólo un poco pálido y mostraban una baja mortalidad. Con una cobertura de aproximadamente 70% de Acropora, esos arrecifes de coral han lucido un fuerte poder regenerativo ante el episodio de blanqueamiento de 1998.
- Además de las amenazas directas impuestas por los cambios climáticos, no se debe olvidar de otras fuentes de perturbaciones tales como la acidificación de los océanos, la sedimentación o la invasión de estrellas de mar Acanthaster.
Esta primera constatación tiende a ser algo optimista. Sin embargo, es imposible saber cómo los corales soportarán las temperaturas en aumento impuestas por la dinámica de los océanos. Las muestras recogidas por Tara Oceans aportarán unos elementos de respuesta sobre el futuro de los arrecifes de coral: ¿Cómo evoluciona la tasa de crecimiento de los corales en el tiempo, en lugares alejados de cualquier actividad antrópica directa? ¿Cómo evolucionan las especies de coral y las poblaciones bacterianas asociadas a estos corales? ¿Cuáles son los mejores indicadores de salud de los arrecifes?
La aventura Tara Oceans continúa después del 2012
Tara se encuentra actualmente en San Diego, Estados Unidos, y debe llegar a Lorient en Francia el 31 de marzo próximo, después de cruzar el Atlántico Norte.
En poco más de dos años
500 inmersiones de la roseta realizadas,
102 sitios de arrecifes coralinos estudiados en Djibouti, Saint-Brandon, Mayotte y las Gambier,
100 científicos se turnaron,
40 escalas hechas y 30 países visitados.
La aventura Tara Oceans continúa después del regreso del barco. De hecho, será el periodo de la publicación de los primeros resultados científicos; En preparación, tres artículos sobre la genómica de tres estaciones en el Mar Mediterráneo, el impacto del medio-ambiente sobre la complejidad de la biodiversidad, y los efectos de la circulación oceánica sobre los ecosistemas. Además, en los laboratorios, se seguirán analizando las muestras recogidas.
El año 2012 será el año del compartir para el proyecto Tara Expeditions que estará presente en la Cumbre de la Tierra en Río en junio próximo. A su vez, el barco estará en Bretaña durante el verano para participar en varios eventos, y estará probablemente en París en el otoño del 2012.
Eric Karsenti (EMBL/CNRS, Consortium Director),
Jean Weissenbach, (CEA/CNRS/UDE, FR / Genomics), Patrick Wincker (CEA/CNRS/UDE, FR / Genomics)
Didier Velayoudon (Consortium manager),
Stefanie Kandels-Lewis (EMBL: Scientific Logistics),
Uros Krzic, (EMBL: IT support),
Francesca Benzoni (Università degli Studi di Milano-Bicocca IT / Coral Reefs),
Gaby Gorsky (CNRS/UPMC, FR / Operational Oceanography),
Fabrice Not (CNRS/UPMC, FR / Operational Biology and Sampling),
Colomban De Vargas (CNRS/UPMC, FR / Biodiversity of Protists),
Mick Follows (MIT, USA / Modelling),
Silvia Gonzalez-Acinas (ICM-CSIC, ES / Prokaryotes),
Emmanuel Reynaud (UCD, IRL / Imaging/Cytometry),
Mike Sieracki (Bigelow Laboratory USA/Cytometry(SeaFlow, FlowCam, FRRF),
Matt Sullivan (Arizona, USA / Viruses),
Stephane Pesant (University of Bremen/PANGAEA®, DE / Oceanographic data management),
Olivier Jaillon, (CEA/CNRS/UDE, FR / Genomics),
Chris Bowler (CNRS/ENS, FR / Functional Genomics),
Hiroyuki Ogata (CNRS, FR / Giruses),
Gilles Reverdin (CNRS/UPMC, FR / Physico-Chemistry),
Uros Krzic (EMBL, DE / Onboard database),
Jeroen Raes (VIB/VUB, Brussels, BE and Peer Bork, EMBL, DE / Bioinformatics),
Pascale Joannot (MNHN, FR / Archiving/Authorizations),
Christian Sardet (CNRS/UPMC, FR/ Scientific Outreach),
Detlev Arendt (EMBL/ Evo Devo), Jean Michel Claverie (CNRS, FR/Data mining),
Sabrina Speich (Operational Oceanography, CNRS-IFREMER-IRD-UBO),
Daniele Iudicone (SZN, IT, Physical Oceanography).
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Contactos prensa
CNRS l Priscilla Dacher l T 01 44 96 46 06 l priscilla.dacher@cnrs-dir.fr
Tara Oceans l Eloïse Fontaine l T 01 42 01 38 57 l eloise@taraexpeditions.org
