Récif éponge - Sponge reef

A ne pas confondre avec le sol spongieux .
"Hexactinelles" de Ernst Haeckel 's Kunstformen der Natur , 1904
Récif de stromatoporoïdes ( Formation Cairn , Dévonien supérieur ) à Calgary, Alberta , Canada
L'éponge nuageuse ( Aphrocallistes vastus ) est une espèce majeure de construction de récifs

Les récifs d'éponges sont des récifs formés par des éponges Hexactinellid , qui ont un squelette en silice , et sont souvent appelés éponges de verre . De tels récifs sont maintenant très rares et ne se trouvent que sur le plateau continental de l'ouest du Canada. Bien que courants à la fin du Jurassique , les récifs d'éponges auraient disparu pendant ou peu de temps après la période du Crétacé , jusqu'à ce que les récifs existants soient découverts en 1987-1988 - d'où leur appellation de fossiles vivants .

Les récifs remplissent une fonction écologique importante en tant qu'habitat, zones de reproduction et d'alevinage pour les poissons et les invertébrés, mais sont actuellement menacés par la pêche, les industries pétrolières et gazières offshore. Des tentatives sont faites pour protéger ces écosystèmes uniques par le biais de fermetures de pêche et éventuellement de la création d'aires marines protégées (AMP) autour des récifs d' éponges .

Caractéristiques des éponges hexactinellides

Les hexactinellides, ou éponges « vitreuses » se caractérisent par une charpente rigide de spicules en silice . Contrairement aux autres porifères, les hexatinellidés ne possèdent pas la capacité de se contracter. Une autre caractéristique unique des éponges vitreuses est que leurs tissus sont presque entièrement constitués de syncytia. Dans un syncytium, il y a de nombreux noyaux dans un cytoplasme continu ; les noyaux ne sont pas emballés dans des cellules discrètes.

En conséquence, l'éponge a un système de conduction électrique distinctif à travers son corps. Cela permet à l'éponge de réagir rapidement aux perturbations telles qu'un impact physique ou un excès de sédiments dans l'eau. La réponse de l'éponge est d'arrêter de se nourrir. Il essaiera de reprendre l'alimentation après 20 à 30 minutes, mais s'arrêtera à nouveau si l'irritation est toujours présente.

Les hexatinellidés sont exclusivement marins et se trouvent dans le monde entier dans les océans profonds (> 1000 m). Les éponges individuelles poussent à un rythme de 0 à 7 cm/an et peuvent vivre jusqu'à au moins 220 ans. On sait peu de choses sur la reproduction des éponges hexactinellides. Comme tous les porifères, les hexatinellidés sont des filtreurs. Ils se nourrissent de l'absorption directe de substances dissoutes et, dans une moindre mesure, de matières particulaires. Il n'y a pas de prédateurs connus d'éponges de récif en bonne santé. C'est probablement parce que les éponges possèdent très peu de tissu organique ; le squelette siliceux représente 90 % du poids corporel de l'éponge.

Les éponges hexastérophores ont des spicules appelés hexactines qui ont six rayons placés à angle droit. Les ordres au sein des hexasterophora sont classés en fonction du degré d'imbrication des spicules avec les spicules de Lyssanctinosan moins étroitement imbriqués que ceux des éponges Hexactinosan.

Les principales éponges à charpente sont toutes membres de l'ordre Hexactinosa et comprennent les espèces Chonelasma/Heterochone calyx (éponge calice), Aphrocallistes vastus ( éponge nuageuse ) et Farrea occa . Les éponges Hexactinosane ont un échafaudage rigide de spicules "fusionnés" qui persiste après la mort de l'éponge.

D'autres espèces d'éponges abondantes sur les récifs d'éponges appartiennent à l'ordre des Lyssactinosa (éponges Rosselidae) et comprennent Rhabdocalyptus dawsoni (éponge de botte), Acanthascus platei , Acanthascus cactus et Staurocalyptus dowlingi . Les éponges Rossélidés ont un squelette siliceux « tissé » ou « lâche » qui ne persiste pas après la mort de l'éponge, et sont capables de former des tapis, mais pas des récifs.

Emplacement des récifs d'éponges

Îles et grands détroits de la côte nord-ouest du Pacifique nord

Bien que les éponges hexatinellides se trouvent dans le monde entier dans les eaux de mer profondes, le seul endroit où elles sont connues pour former des récifs est sur le plateau continental de l'ouest du Canada. Les communautés d'éponges Rossélidés appelées « tapis d'éponges » sont largement réparties ; on les trouve dans les canyons de l'Atlantique Nord, de l'Arctique canadien et sur les plateaux continentaux de l'Antarctique. Il existe également un récif formé d' espèces de Demospongiae siliceuses au large de l' île Axel Heiberg dans l'océan Arctique.

Quatre récifs hexatinellidés ont été découverts dans le bassin de la Reine-Charlotte (QCB) en 1987-1988. Trois autres récifs ont été signalés dans le bassin de Georgia (GB) en 2005. Les récifs QCB se trouvent à 70-80 km de la côte dans des eaux de 165-240 m de profondeur. Ces récifs couvrent plus de 700 km2 de fond océanique.

Les récifs d'éponges nécessitent des conditions uniques, ce qui peut expliquer leur rareté mondiale. On ne les trouve que dans les creux glaciaires du plateau continental à faible angle . Le fond marin est stable et se compose de roches, de gravier grossier et de gros rochers. Les éponges hexatinellidées nécessitent un substrat dur et ne s'ancrent pas aux fonds marins boueux ou sablonneux.

Ils ne se trouvent que là où les taux de sédimentation sont faibles, la silice dissoute est élevée (43-75 M) et les courants de fond se situent entre 0,15 et 0,30 m/s. L'oxygène dissous est faible (64-152 μM) et les températures sont fraîches de 5,5 à 7,3 °C sur les récifs. Les températures de surface varient entre 6 °C en avril et 14 °C en août.

Les downwellings sont courants dans le détroit d'Hécate et le détroit de la Reine-Charlotte , surtout en hiver, mais il y a parfois des upwellings en été . Ces upwellings apportent des eaux riches en nutriments aux récifs d'éponges.

Structure des récifs d'éponges

Réseau trophique généralisé pour les récifs d'éponges 

Chaque éponge vivante à la surface du récif peut mesurer plus de 1,5 m de haut. Les récifs sont composés de monticules appelés « biohermes » qui peuvent atteindre 21 m de haut et de nappes appelées « biostromes » qui ont une épaisseur de 2 à 10 m et peuvent atteindre plusieurs kilomètres de large.

Chaque éponge de l'ordre Hexactinosa a un squelette rigide qui persiste après la mort de l'animal. Cela fournit un excellent substrat sur lequel les larves d'éponges peuvent s'installer, et de nouvelles éponges se développent sur la charpente des générations précédentes. La croissance des récifs d'éponges est donc analogue à celle des récifs coralliens . Les vrilles des éponges neuves s'enroulent autour des spicules d'éponges plus anciennes et décédées. Les vrilles formeront plus tard la plaque basale de l'éponge adulte qui ancre fermement l'animal au récif.

Les courants océaniques profonds transportent des sédiments fins qui sont capturés par l'échafaudage des récifs d'éponges. Une matrice sédimentaire de limon, d'argile et de sable se forme autour de la base des biohermes spongieux. La matrice sédimentaire est molle près de la surface et ferme en dessous d'un mètre de profondeur. Les éponges mortes se couvrent de sédiments, mais ne perdent pas leur squelette siliceux de soutien. Les sédiments spongieux ont des niveaux élevés de silice et de carbone organique. Les récifs se développent parallèlement aux creux glaciaires, et la morphologie des récifs est due aux courants profonds.

"Fossiles vivants"

Les Hexactinellides sont apparus pour la première fois dans les archives fossiles à la fin du Protérozoïque et les premiers Hexactinosans ont été trouvés à la fin du Dévonien . Les récifs d'éponges hexatinellidés ont été identifiés pour la première fois dans le Trias moyen (il y a 245-208 millions d'années). Les éponges ont atteint leur pleine étendue à la fin du Jurassique (il y a 208-146 millions d'années) lorsqu'un système récifal discontinu de 7 000 km de long s'étendait sur les bassins nord de la Téthys et de l'Atlantique nord. Cette chaîne de récifs d'éponges est la plus grande biostructure connue ayant jamais existé sur Terre.

Les récifs d'éponges ont diminué tout au long de la période du Crétacé à mesure que les récifs coralliens et rudistes devenaient importants. Il est théorisé que la propagation des diatomées peut avoir été préjudiciable aux éponges, car les diatomées rivalisent avec les éponges hexaactinellides pour la silice.

On estime, grâce à la datation au radiocarbone des carottes de récifs, que les récifs vivent sur le plateau continental de l'Ouest canadien depuis 8 500 à 9 000 ans.

Importance écologique

Les récifs d'éponges fournissent une structure sur le plateau continental par ailleurs relativement sans relief. Ils fournissent un habitat aux poissons et aux invertébrés et peuvent servir d'aire d'alevinage importante pour ces animaux. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer toute l'importance écologique de ces récifs.

Les observations par submersible habité indiquent que la faune des récifs d'éponges diffère de celle des zones environnantes. Les organismes trouvés dans et autour des récifs d'éponges comprennent des vers annélides, des bryozoaires , des araignées de mer, des crabes royaux, des crevettes, des crevettes et des euphausides . Les échinodermes , en particulier les oursins et les étoiles de mer, étaient abondants dans les zones du récif où les éponges mouraient ou étaient décédées, et peuvent être utilisés comme indicateur de la santé des récifs d'éponges. Les sébastes, en particulier les espèces Sebastes , vivent dans les ouvertures et entre les éponges. Des sébastes gravides et juvéniles ont été observés, ce qui suggère que les récifs sont utilisés comme zone d'alevinage. Les foraminifères sont abondants autour des récifs et les diatomées sont rares. Le consortium d'organismes vivant dans et autour des récifs d'éponges a très peu changé depuis le Jurassique.

Destruction des récifs d'éponges

Le chalutage de fond, dans lequel un filet est traîné le long du fond marin, est particulièrement dommageable pour les récifs d'éponges

Les récifs sont susceptibles d'être endommagés par la pêche, en particulier le chalutage de fond et le dragage. Dans le chalutage typique du poisson de fond, un grand filet est traîné sur le fond de l'océan, sa bouche maintenue ouverte par deux portes de 2 tonnes appelées panneaux à panneaux. Le squelette siliceux des éponges est fragile et ces organismes sont facilement brisés par un impact physique. Les impacts du chalutage de fond ont été observés dans trois des récifs du QCB. Les dommages causés par le chalutage apparaissent sous la forme de pistes parallèles distantes de 70 à 100 m qui peuvent s'étendre sur plusieurs km. Chaque piste de chalut a une profondeur de 10 cm, une largeur de 20 cm et se situe à des profondeurs de 210 à 220 m. Les éponges à proximité des pistes de chalut sont brisées ou complètement enlevées.

Bien que moins nuisibles, la pêche à l'hameçon et à la ligne ainsi que le piégeage des crustacés peuvent également endommager les récifs. Lorsque les engins de pêche sont remontés à la surface, les lignes et les pièges traînent le long du fond de l'océan et peuvent casser les coraux et les éponges. Des "souches" d'éponge brisées, ainsi que celles dont les côtés étaient abrasés, ont été trouvées dans des régions où la pêche à la ligne et au casier avait lieu.

La rupture des éponges récifales peut avoir des conséquences désastreuses sur le recrutement de nouvelles éponges, car les larves d'éponges ont besoin des squelettes siliceux des générations passées comme substrat. Sans substrat dur, les nouvelles éponges ne peuvent pas s'installer et repousser les parties cassées du récif. Il a été estimé que les récifs d'éponges brisés peuvent prendre jusqu'à 200 ans pour se rétablir.

De plus, l'exploration pétrolière et gazière offshore menace les récifs. Le gouvernement de la Colombie-Britannique a levé un moratoire empêchant le forage exploratoire et le trafic de pétroliers dans le détroit d'Hécate et le détroit de la Reine-Charlotte, et la zone a été louée par l'industrie pétrolière et gazière. Même si le forage exploratoire n'est pas effectué sur ou à proximité immédiate des récifs, il peut tout de même avoir un impact négatif en augmentant la quantité de sédiments dans l'eau de mer ou en raison de la pollution par les hydrocarbures.

protection

En 1999, Pêches et Océans Canada a demandé aux chalutiers de pêche du poisson de fond d' éviter volontairement les récifs d'éponges. En 2002, à la suite de rapports faisant état de nouveaux dommages aux récifs subis depuis 1999, le ministère a instauré des fermetures réglementées de la pêche au chalut au poisson de fond et des fermetures volontaires de la pêche à la crevette au chalut dans les zones où l'on savait que les récifs d'éponges habitaient.

La protection des quatre récifs d'éponges dans le détroit d'Hécate et le détroit de la Reine-Charlotte a été incluse en tant que « question de gestion » dans le plan de gestion du chalutage du poisson de fond de 2005-2006. Le plan de gestion recommandait qu'une zone tampon supplémentaire de 9 km (5,6 mi) autour des récifs soit ajoutée aux fermetures existantes des chaluts à poisson. Les récifs étaient également considérés comme des emplacements pour de futures aires marines protégées (AMP). Bien que les AMP puissent être plus efficaces que les fermetures de pêche pour la protection à long terme des récifs contre le chalutage de fond, l'industrie pétrolière et gazière constituerait toujours une menace.

En 2008, la question de la préservation des écosystèmes sous-marins sensibles le long de la côte nord de la Colombie-Britannique a été consolidée dans la zone de gestion intégrée de la côte nord du Pacifique . L'objectif était d'élaborer un plan pour conserver cette région relativement peu développée, tout en favorisant des économies durables sur la côte, ce qui promettait de faire du Canada un chef de file mondial en matière de conservation marine. Cependant, en 2011, le ministère a retiré son soutien au processus en faveur d'une plus grande cohérence avec la planification océanique sur les autres côtes du Canada.

En février 2017, les récifs d'éponges du détroit d'Hécate et du détroit de la Reine-Charlotte ont été officiellement protégés dans la zone de protection marine des récifs d'éponges vitreuses du détroit d'Hécate et du détroit de la Reine-Charlotte . L'aire marine protégée couvre une superficie de 2 410 km 2 (930 milles carrés) et interdit toute activité qui pourrait perturber ou détruire les récifs d'éponges.

Voir également

Les références

Liens externes