Article 2

Eric Loeve :

Araho-secours !

En 10 ans cet escargot endémique a disparu de la plupart de nos îles,
mais il n’est pas tout à fait trop tard pour réagir.

Araho, ce nom risque bien de sortir du langage courant. Ce qu’il représente est en train de disparaître de la terre !

Araho, il s’agit de certains petits escargots terrestres du Pacifique, de Polynésie principalement. Même si la terre est grande, ils n’ont pas d’autre fenua que le notre ! Et encore, il leur faut des vallées humides avec une végétation abondante : on n’en trouve pas dans les atolls.

Araho, on en faisait des colliers, des bracelets et des parures depuis la nuit des temps. Il y a seulement douze ans, c’était encore courant. Ils étaient nombreux à vivre dans nos vallées, sous les feuilles d’Opuhi, Ie ie, Hotu, Fara et autres feuilles lisses. Ils n’étaient pas dérangeants. Il faut dire que ne faisant qu’un petit par an et ne vivant que quelques années (5, en moyenne), ils ne risquaient pas de tout envahir. En plus ils étaient casaniers : On trouvait même certaines espèces seulement dans leur unique vallée d’origine !

L’Araho dans le Pacifique

Un Araho vu de près.

* Il est connu depuis l’archipel des Mariannes, et Belau. Il descend par les Carolines, Pohnpei, Kosrae, Amirauté, Salomon, Santa Cruz, Rotuma, Futuna, Vanuatu, Fidji, Tonga, Samoa, Cook, et la Polynésie, jusqu’aux Australes, et pas plus loin.

* Il n’y en a ni aux Marshall, ni au Kiribati, ni à Tuvalu, encore moins à Hawaii.

* De l’autre côté, on ne le trouve ni en Nouvelle Guinée, ni en Nouvelle-Calédonie, ni en Australie, ni en Nouvelle Zélande.

* En Polynésie, il n’y en a pas dans les Tuamotu, On les trouve sur les îles hautes (Australes, Marquises, Société) uniquement.

Des manquants, à la pelle !

Mais il a manqué du temps, des moyens et des gens pour récolter toutes les espèces d’autrefois. Il en reste encore n’ayant pas de représentants dans les vivariums. Et il reste même des espèces inconnues ! Nous utilisons si facilement ce qui nous entoure sans vraiment savoir et comment ça vit, et comment ça peut disparaître, qu’il ne faut pas s’en étonner.

Fenua si mal connu

La Polynésie est un monde un peu à part. Le fenua est si morcelé et si loin des grands continents ! Les premiers navigateurs sont arrivés, apportant bien des nouveautés et bien des facilités, mais aussi bien des calamités, dans un monde qu’ils ne comprenaient pas, souvent à leur corps défendant. Ceux qui les suivirent procédèrent de même. Ceci fut fait si vite, à l’échelle de l’histoire de la Polynésie, qu’aujourd’hui, nous n’avons toujours pas fini, de découvrir toutes les particularités du fenua. Bien des choses ont disparu et disparaissent encore sans que nous ayons eu le temps et les moyens de les voir et les comprendre !

Du temps, beaucoup de temps

C’est pourquoi, en plus, on a enfin commencé l’étude du prédateur, là-bas, à côté des écloseries. Mais, comme pour le Miconia, et parce qu’il vaudrait mieux ne pas ajouter encore une calamité sur cette terre qui n’en a vraiment pas besoin, ces études vont prendre du temps, beaucoup de temps, pour être le plus certains possible du résultat de toute nouvelle action.

La perte est réelle

Et pourtant, étudié depuis plus d’un siècle, l’Araho est devenu une référence mondiale en génétique. Il est, de loin, l’animal le plus étudié du Pacifique. Bien plus important que le Panda, plus menacé aussi, il a, hélas, un regard moins attendrissant. Le monde va-t-il perdre encore un de ses plus beaux fleurons ? Par contre, il est juste qu’étant les fauteurs du trouble, les humains, tous les humains, soient responsables de la réponse apportée à cette question.

L’ARAHO  EN  QUELQUES  MOTS

Article 3

Valérie Clouard :

Le volcanisme actuel en Polynésie

Pourquoi la recherche s’intéresse au volcanisme présent en Polynésie ?

Une partie importante des sciences de la Terre consiste à estimer les déplacements des continents et plus généralement des plaques dans le passé. C’est ce qu’on appelle la géodynamique (de geo: terre et dynamique: mouvement). Il est surprenant de savoir que jusqu’à la fin des années 50 la surface de notre planète était considérée comme immobile. Pourtant, quand on regarde un globe terrestre, on est frappé par la découpe de certaines côtes, séparées par un océan, et qui pourraient s’emboîter parfaitement. Le bord est de l’Afrique correspond exactement au bord ouest de l’Amérique du sud, et de même, le sud de la Papouasie Nouvelle Guinée correspond au nord de l’Australie. On sait maintenant que c’est effectivement parce que dans le passé, ces continents étaient emboîtés. Ils se déplacent donc sur de grandes distances, c’est ce que l’on appelle la théorie des plaques. D’après cette théorie, la surface du globe est divisé en 12 grandes plaques, qui comprennent un mélange variable de continent et d’océan. Elles se déplacent à la surface de la Terre et leurs frontières bougent. Cette théorie a été validée surtout grâce à l’existence du volcanisme de type point chaud, celui qui a formé les îles de la Société, des Marquises, des Australes et des Gambier, et nous allons tout d’abord voir comment.

Les chaînes d’îles volcaniques:

Dans les années 60, les scientifiques ont été intrigués par les alignements d’îles dans le Pacifique, ceux de Polynésie, d’Hawaï et de Samoa. Ces alignements présentent des caractéristiques comparables: à l’extrémité sud-est, on trouve du volcanisme actif, puis des îles volcaniques alignées. Près du volcan actif, on rencontre d’abord des îles hautes type Tahiti, puis en s’éloignant des îles entourées par des lagons de plus en plus important (par exemple Maupiti), et enfin des atolls comme Motu One. Les îles hautes étant formées d’empilement de coulées de lave, on peut prélever des roches volcaniques pour les dater [1]. L’âge obtenu est celui de la formation de l’île. Et il est apparu que les îles sont de plus en plus vieilles au fur et à mesure que l’on s’éloigne du volcan actif. Ainsi, Mehetia vient de naître, Tahiti a environ 1 million d’années (Ma en abrégé) et Maupiti 4 Ma. C’est à partir de ces observations que Wilson a élaboré la théorie des points chauds, en 1963. Son idée, assez géniale, est de dire qu’il existe des sources fixes de magma (matière en fusion) provenant d’assez profond et que les plaques se déplacent au dessus de cette source fixe, que l’on appelle point chaud.

On peut voir cela comme une plaque métallique qui se déplacerait au dessus d’un chalumeau. Ceci est illustré sur la figure 1. La plaque se déforme sous l’effet de la chaleur, et dans les zones affaiblies, les laves se mettent en place sur le plancher océanique. C’est un type d’activité volcanique très calme, les laves s’empilent tranquillement jusqu’à former une île ou un mont sous-marin. Cela veut dire que si l’île, Tahiti par exemple, a dépassé la zone du point chaud actif, il n’y aura plus d’éruption volcanique. Cela veut aussi dire, puisque le point chaud est fixe, qu’il y a 4 Ma, Tahiti n’existait pas encore et Maupiti était à la place de Mehetia. Autrement dit, grâce à l’analyse des volcans de la Société, on sait la plaque Pacifique s’est déplacée de 470 km (la distance entre Maupiti et Mehetia) vers le nord-ouest depuis 4 Ma, dans notre région.

Les plaques qui composent la Terre sont considérées comme rigides, mais comme on travaille sur la surface d’un globe, il est nécessaire de connaître l’évolution d’une autre chaîne volcanique de type point chaud pour résoudre complètement le problème géométrique. En général, on se sert de l’observation de la chaîne Hawaï. Cela permet donc de connaître les déplacements de la plaque Pacifique depuis 4 Ma. En analysant les chaînes volcaniques de type point chaud plus anciennes, on reconstitue l’histoire complète de la plaque Pacifique sur environ 100 Ma. Ces points chauds sont donc fondamentaux, ils sont la preuve du mouvement des plaques et servent de référentiel absolu pour mesurer leur déplacement. Mais au niveau des mécanismes qui régissent ce type de volcanisme, beaucoup de choses restent à apprendre.

Le volcanisme de type point chaud

On vient de voir que le premier usage des points chauds est de créer à la surface de la Terre des points fixes qui servent de référentiel absolu pour estimer le mouvement des plaques dans le temps. Cette estimation repose sur une hypothèse, c’est que les points chauds sont fixes. Mais que sait-on exactement sur eux ? D’où viennent-ils, quand et où apparaissent-ils ? Pourquoi y a-t-il peu de points chauds dans le Pacifique nord, et tant en Polynésie ? Il n’existe pratiquement pas de réponses à toutes ces questions. En fait, il est très difficile d’être sûr de soi quand on parle de se qui se passe sous la surface de la Terre, car personne, ni aucun instrument, n’y est jamais descendu. Donc en l’absence de d’observations directes, il faut faire des modèles. Faire un modèle, ça veut dire imaginer un mode de fonctionnement, fixer des paramètres initiaux (ici, température, pression, viscosité…) et vérifier s’il se comporte bien dans le temps pour rendre compte des observations. Par exemple, si le modèle imaginé pour représenter un point chaud à l’intérieur de la Terre génère bien des volcans à la surface. Souvent, on utilise l’informatique pour programmer un modèle et calculer le résultat. Mais il existe aussi des modèles expérimentaux. Par exemple, on réalise en aquarium des modèles d’ascension de sirop de glucose à travers un milieu gélatineux. Le milieu gélatineux représente le manteau terrestre, qui est la partie de la Terre comprise entre le noyau et la croûte. Le sirop de glucose représente le magma qui alimente le point chaud. On s’aperçoit qu’en chauffant par en dessous, le sirop de glucose monte verticalement et forme ce que l’on appelle un panache. Ce panache ressemble à un champignon, avec une tête volumineuse, suivi par une queue assez fine (imaginez une fontaine jaillissant vers le haut). D’après cette expérience réalisée en 1990, et confirmée par d’autres méthodes plus calculatoires, on a associé à la théorie des points chauds celles des panaches mantelliques, panaches provenant du manteau. Et comme les calculs montrent également qu’un chauffage par le bas est nécessaire pour l’ascension du panache, leur origine a été située juste au dessus de la frontière noyau-manteau [2]. Cette idée est illustrée par le modèle global des mouvements à l’intérieur et à la surface de la Terre proposé par Davies en 1990 (voir figure 2). Le panache provient de la zone située au dessus de la frontière noyau-manteau. Il est chauffé par la chaleur émise par le noyau, monte ensuite sur 2900 km à travers le manteau jusqu’aux plaques. C’est le modèle classique de point chaud. Il existe dans le manteau de grands courants de convection, symbolisés sur la figure 3 par les petites flèches. On pense que ce sont ces courants qui peuvent venir perturber l’ascension des panaches. Et par conséquent, les points chauds ne sont probablement pas complètement fixes. Pour l’instant, personne ne sait calculer les déplacements des points chauds, on les estime entre 0.1 et 1 cm/an. En comparant ce chiffre avec celui du déplacement des plaques qui est plutôt de l’ordre de 10 cm/an, on voit qu’il est possible qu’on ait une erreur dans l’estimation des mouvements absolus des plaques comprise entre 1 et 10%.

Les points chauds Polynésiens correspondent-ils au modèle classique ?

Pour répondre à ce genre de question, il faut d’abord regarder une carte de localisation des points chauds en Polynésie (figure 3). Le point chaud de la Société a produit les îles de la Société, il est localisé au niveau de Mehetia. Il est actif au niveau des volcans sous-marins de Moua Pihaa et Teahitia, la dernière éruption date de 1986. Le point chaud des Australes est situé au niveau du Macdonald, au sud-est de Rapa. Sa dernière éruption remonte à 1983. Il a formé les Australes et les Cook. Il fonctionne depuis 22 Ma. On trouve aux Australes un deuxième point chaud qui se situerait au sud-est de Rurutu. Il est appelé le point chaud de Rurutu. On peut suivre sa trace pendant 140 Ma, jusqu’au nord de la Papouasie-Nouvelle Guinée. Les Marquises ont elles aussi été formées par un point chaud. Il ne s’est pas manifesté depuis 100 000 ans (ce qui est un temps très court à l’échelle du temps géologique), mais il est toujours là, quelque part au sud-est de Fatu Hiva, la plus récente des îles Marquises, âgée de 1.3 Ma. Sa trace remonte à travers les îles de la Ligne, jusqu’au dessus des îles Hawaï, au niveau du plateau de Hess vers 100 Ma. Enfin, le point chaud de Pitcairn, localisé à 100 km dans le sud-est de l’île de Pitcairn est actif. Il a formé les Gambier, Moruroa et Fangataufa, mais pas les autres îles des Tuamotu (l’origine des Tuamotu reste un mystère, plusieurs hypothèses coexistent, y compris celle d’un point chaud, mais rien n’est sûr). On retrouve la trace du point chaud de Pitcairn jusqu’aux Mid-Pacific Mountains, au centre du Pacifique Nord, formées il y a 120 Ma.

Le modèle de point chaud provenant du manteau inférieur semble bien représenter le mécanisme qui dirige la mise en place de certains alignements volcaniques, notamment les Marquises, Pitcairn et probablement Rurutu, mais pas la Société ni les Australes. Pourquoi ? Parce que le modèle classique de point chaud impose une durée de vie assez longue du point chaud (100 à 200 Ma), et surtout, la tête du panache, quand elle arrive en surface devrait produire des volumes de magma excessivement importants qui forment les plateaux océaniques. La queue du panache prend ensuite le relais et forme les archipels volcaniques que l’on connaît. Or, on ne trouve pas de grand plateau océanique à l’origine du point chaud de la Société, ni de celui des Australes. C’est en observant l’ensemble des édifices volcaniques de la plaque Pacifique, en les reliant, en fonction de leur âge à des points chauds connus, que l’on en est arrivé à cette première conclusion au sein d’une thèse réalisée à l’UFP. L’objectif suivant va bien sûr être de trouver un modèle qui explique les caractéristiques des chaînes de la Société et des Australes.

Evolution du modèle de point chaud

En conclusion, le volcanisme de type point chaud pose encore beaucoup de questions quant aux mécanismes qui le gouvernent. Autant ses manifestations en surface, les chapelets d’îles volcaniques, sont claires et intéressantes pour la géodynamique des plaques de ces derniers 200 Ma, autant ce qui se passe en profondeur reste mystérieux. Il reste beaucoup d’efforts à faire pour apporter des réponses à toutes les questions. L’idée d’un panache mantellique provenant du manteau inférieur semble être valable pour certains points chauds, mais pas pour tous. L’intérêt de travailler sur le volcanisme de Polynésie est majeur, grâce à la grande concentration de points chauds qu’on y trouve. Cela apporte d’avantage d’informations, qui sont autant de contraintes pour imaginer un modèle. Et les sciences de la Terre nécessitent un mélange d’observation et de traitement de données.

[1] Dans les roches, il existe en très faible quantité, des éléments radioactifs instables qui se désintègrent. Une datation radiométrique consiste à estimer la quantité restante de ces éléments, par exemple l’argon, Ar. La méthode Ar-Ar (on prononce donc argon-argon) permet de remonter jusqu’à des dizaines de millions d’années en arrière et elle détermine la date de la mise en place de la coulée volcanique.

[2] Le centre de notre planète est occupé par un noyau solide, la graine, entouré par un noyau liquide. La graine et le noyau liquide sont essentiellement composés de fer, à très haute température et très haute pression, et ils dégagent de la chaleur qui vient chauffer le manteau à sa base. La frontière noyau-manteau est un couche limite thermique.

Article 4

Stéphane Amadéo

Recherche en psychiatrie : voyage au centre du génome

DANS SA THESE DE DOCTORAT DE l’UNIVERSITE FRANCAISE DU PACIFIQUE, PRESENTEE LE 7 AVRIL 1998 A TAHITI, STEPHANE AMADEO, PSYCHIATRE A L’HOPITAL VAIAMI, RAPPORTE LES RESULTATS DE PLUSIEURS ANNEES DE RECHERCHES EN PSYCHIATRIE GENETIQUE SUR LES ADDICTIONS (ALCOOLISME ET TOXICOMANIES) AVEC L’ETUDE DES FACTEURS GENETIQUES ET CULTURELS EN POLYNESIE ET LES MANIACO-DEPRESSIONS ET SUICIDES, AVEC L’ETUDE DES FACTEURS GENETIQUES. CETTE APPROCHE, ENCADREE PAR DES COMITES D’ETHIQUE, PERMETTRA DE NOUVELLES AVANCEES THERAPEUTIQUES

POURQUOI LA PSYCHIATRIE GENETIQUE ?

Dès l’Antiquité, les médecins, dont Hippocrate, tentèrent d’expliquer les causes des maladies psychiatriques. Mais ce n’est qu’à la fin du 19^ème siècle qu’une approche scientifique a permis une classification des principales affections psychiatriques et que la recherche a pu réellement progresser dans ce domaine. Bien que certaines théories, comme la psychanalyse, aient pu enrichir notre compréhension de ces affections, il faut bien reconnaître que la première révolution en psychiatrie date de 1951 avec la découverte de l’efficacité des médicaments neuroleptiques dans les psychoses, par Delay, Deniker et Laborit, puis des antidépresseurs. Ces avancées majeures ont permis non seulement de sortir les malades des asiles et de les réinsérer socialement, mais aussi, en étudiant le mécanisme d’action de ces médicaments, de mieux comprendre les bases neurobiologiques de ces maladies et plus tard de troubles du comportement variés.

Cependant, les difficultés et les échecs dans les prises en charge de ces patients font encore de ces maladies des affections chroniques grevées d’un handicap sévère sur le plan psychologique (fréquence des suicides) et social. Cela est du en partie au mystère persistant entourant la genèse de ces troubles, cette Terra Incognita, qui a poussé les chercheurs, tels les explorateurs du grand siècle dans leurs voyages autour du monde, à traquer l’énigme de ces maladies dans l’infiniment petit, au coeur des cellules. Car c’est peut-être dans la révolution génétique que nous vivons actuellement que réside une des clefs du mystère. En effet une vulnérabilité génétique aux principales maladies psychiatriques et à certaines conduites est suspectée depuis plus d’un siècle. Nombreuses ont été les études épidémiologiques (études familiales, d’adoption et de jumeaux) qui mettaient en évidence l’existence de facteurs génétiques. Il a fallu attendre la fin des années 80 pour voir l’irruption de la génétique moléculaire en psychiatrie. Pour reprendre la métaphore des explorateurs, les chercheurs d’aujourd’hui s’apparentent à des navigateurs qui, tels Bougainville ou Cook, se lancent dans l’aventure de l’exploration de cette immense génome de 100 000 gènes pour rechercher les quelques gènes de susceptibilité à ces maladies psychiatriques. Il ne s’agit pas ici de maladie génétique pure, mais de maladie à hérédité complexe où les gènes ne s’expriment que dans une interaction subtile avec des facteurs environnementaux au sens large (psycho-socio-culturels). Nous avons choisi « d’explorer » les conduites addictives (CA, alcoolisme et toxicomanies), les maniaco-dépressions (MD, maladie caractérisée par l’alternance de dépressions et d’excitations) et les conduites suicidaires (CS).

CETTE RECHERCHE ASSOCIE MALADES, FAMILLES, MEDECINS, BIOLOGISTES, EPIDEMIOLOGISTES, PSYCHOLOGUES, ANTHROPOLOGUES…

Ce voyage au centre du génome nous a conduit durant 7 ans à réaliser une recherche portant sur plusieurs maladies (trans-nosographique), dans plusieurs lieux, en France, aux Antilles, aux Etats-Unis (trans-atlantique), en Polynésie (trans-pacifique), sur plusieurs ethnies, avec une approche ethnoculturelle (trans-disciplinaire), et sur plusieurs gènes: cette recherche en génétique, loin de réduire le malade à un chromosome, offre des voies d’ouverture tout à fait passionnantes…

Les méthodes de biologie moléculaire et d’épidémiologie génétique permettent d’identifier des gènes de susceptibilité à différentes maladies, en testant l’implication de gènes candidats dans des études d’association (on compare ici la fréquence d’un marqueur génétique chez des malades et des témoins) et des études de liaison génétique (étude de la transmission d’un marqueur avec la maladie dans des familles). Après avoir informé les personnes des buts de l’étude et avoir obtenu leur consentement éclairé écrit, un questionnaire leur est proposé (diagnostic selon des critères internationaux). Les sujets sont prélevés et leur ADN analysé. Les échantillons (et les résultats) sont codés (anonymat).

Nous avons testé des gènes qui codent pour des enzymes de synthèse des principaux neuromédiateurs jouant un rôle dans ces troubles: la dopamine (gène TH, Tyrosine Hydroxylase) et la sérotonine (gène TpH, Tryptophane Hydroxylase), ainsi que le gène codant pour un des récepteurs à la dopamine (gène DRD2, Récepteur Dopaminergique D2). Nous avons aussi testé les gènes codant pour les enzymes de dégradation de l’alcool (gènes ADH et ALDH, Alcohol et Aldéhyde Dehydrogenase) qui peuvent entraîner une intolérance à l’alcool.

Le schéma illustre les mécanismes neurobiologiques et génétiques mis en jeu dans la sensation de plaisir: des stimulations variées (alcool, drogues, jeu, affectivité/sexualité…) activent le système de récompense du cerveau qui libère de la dopamine (fig. 2). Des différences génétiques dans la sensibilité à l’alcool et aux drogues peuvent s’expliquer par l’expression variable d’un individu à l’autre des gènes codant pour les enzymes de synthèse de la dopamine ou des récepteurs à la dopamine (fig. 3).

DES RESULTATS A INTERPRETER AVEC PRECAUTION

Dans nos premières études réalisées en France métropolitaine, nous avons pu confirmer l’existence d’une association et d’une liaison entre le gène TH et la MD. Nous n’avons pas retrouvé d’implication du gène (TpH), et du gène (DRD2) dans les MD ainsi que dans les CS. Concernant les CA, les aspects génétiques puis ethnoculturels ont été ici pris en compte. Notre étude réalisée en France métropolitaine est en faveur de l’association entre le gène DRD2 et les CA en accord avec les résultats globaux des études internationales. Notre étude réalisée dans une population de Polynésiens n’est pas en faveur d’un rôle joué par le gène DRD2 mais montre que le gène Alcohol Dehydrogenase (ADH) est un facteur protecteur dans la susceptibilité à l’alcoolisme dans certains sous-groupes.

Les aspects historiques et culturels des CA en Polynésie ont été analysés à travers la littérature et sur la base de notre enquête par questionnaire. Une certaine continuité est retrouvée dans les modalités de consommation de kava des temps anciens et d’alcool dans la période contemporaine. Dans le groupe de 71 sujets alcoolo-dépendants (critères internationaux) comparés à 59 sujets contrôles, les sujets alcooliques sont en majorité des hommes (86%). Les sujets pratiquant une religion qui interdit l’usage d’alcool et de drogues sont protégés contre l’alcoolisme. L’abus de cannabis est retrouvé chez 49% des sujets alcooliques. La pratique d’adoption polynésienne (faa’amu) est fréquente mais ne semble pas favoriser les conduites addictives. L’âge de début de consommation de boisson alcoolisée se situe entre 12 et 14 ans, avec une proportion significative de sujets ayant arrêté leur consommation avant 30 ans (30%), ce qui semble correspondre au taure’are’ara’a. Un épisode dépressif (apparenté au fiu) est retrouvé chez 53.8% des sujets alcooliques.

L’ADN APPORTERA DE NOUVELLES CIBLES THERAPEUTIQUES

Grâce aux progrès de la génétique, la médecine est à l’aube d’une révolution aussi importante que celle qu’a connu le siècle dernier avec Pasteur et la vaccination. La prévention des maladies transmissibles bénéficie maintenant de l’apport de la génétique à l’immunologie. Ne vient-on pas de découvrir tout récemment qu’une mutation du gène d’un récepteur humain du virus du Sida assure une protection totale contre la maladie. Par un singulier clin d’oeil de l’histoire, c’est encore en France, grâce à une mobilisation sans précédent de la population, des médecins et des chercheurs par l’Association Française de lutte contre les Myopathies (AFM) et son Téléthon que la recherche en génétique connaît une accélération remarquable: plus de 300 gènes identifiés grâce au laboratoire Généthon de l’AFM, une carte du génome offerte à la communauté scientifique internationale, etc…La forte tradition de recherche en psychiatrie en France rejoint cette dynamique propre à la génétique et a abouti naturellement à ce qu’une équipe française (celle du Dr Jacques Mallet, CNRS) coordonne les recherches européennes en génétique et psychiatrie auxquelles nous avons participé. Pour l’heure il s’agit de décrypter le génome et d’identifier les « bons » et les « mauvais » gènes; certains gènes peuvent être à la fois « bons » dans un environnement donné et « mauvais » dans un autre. Dans cette dialectique entre le yin et le yang, notre objectif est d’aider l’individu à se traiter ou prévenir l’apparition de ces maladies. Cette recherche peut déboucher sur des applications thérapeutiques en psychiatrie dans les années à venir, de même que dans les autres maladies à composante génétique (diabète, obésité, maladies cardio-vasculaires, démence d’Alzheimer…): médicaments classiques spécifiques d’un terrain génétique, médicaments nouveaux agissant sur l’expression des gènes, « gène médicament » (thérapie génique réservée aux formes sévères de maladies génétiques). Afin que les avancées de ces recherches puissent bénéficier aux populations polynésiennes, il nous paraît souhaitable de les poursuivre en Polynésie, en tenant compte de la spécificité de la culture polynésienne.

Article 5

Serge Andréfouët⁽¹⁾ et Lydie Mao Che⁽²⁾

Les mares à Kopara des Tuamotu : un atout pour la Polynésie Française

⁽¹⁾ Laboratoire de Géosciences Marines et Télédétection – Université Française du Pacifique
⁽²⁾ Laboratoire d’Ecologie Marine – Université Française du Pacifique

Qu’est-ce que le kopara ?

Lorsque l’on survole les couronnes des atolls des Tuamotu, il est fréquent de repérer des mares de couleur ocre à rouge qui contraste avec le vert de la végétation, le gris/blanc des débris coralliens ou le bleu des lagons. Leur taille varie de quelques dizaines de mètres carrés à quelques hectares. Ces mares sont appelées ‘mare à kopara’ (photo 1). Elles sont généralement composées d’une pellicule d’eau recouvrant des sédiments gélatineux dont l’épaisseur varie de quelques millimètres à plus d’une cinquantaine de centimètres. Dès qu’on s’aventure à traverser une mare, on s’enfonce dans ces sédiments, tels dans des sables mouvants. Les mares à kopara sont des tapis qui se développent sur des fonds durs, grâce à des organismes microscopiques qui regroupent des cyanobactéries (algues bleues) et des bactéries. L’aspect gélatineux est dû à la présence de composés organiques (des polysaccharides) constituant les gaines des cyanobactéries. Lorsque l’on prend ‘une tranche de kopara’, on note une structure gélatineuse et stratifiée en plusieurs couches de couleurs différentes: rouge, pourpre, vert, blanc, etc…(figure 1). De la même manière que les plantes terrestres sont vertes en raison de la présence de pigments chlorophylliens, les différentes couleurs du kopara résultent de la présence, au sein de chaque couche, de pigments bactériens particuliers. Les pigments verts chlorophylliens permettent aux plantes terrestres d’utiliser l’énergie lumineuse pour se développer et synthétiser leurs matières à partir du carbone en rejetant de l’oxygène. De même, les pigments des organismes présents dans le kopara leurs permettent de vivre en utilisant au mieux les ressources de leur environnement caractérisé par peu de lumière, beaucoup de sulfure et composés organiques.

Figure 1 : shéma des différentes couches constituant le kopara de la mare de Pavete (rangiroa)

Pourquoi le kopara est-il intéressant ?

Les mares à kopara sont donc des structures organo-sédimentaires. Elles peuvent ainsi être étudiées du point de vue du géochimiste (celui qui étudie la chimie des roches) ou du biologiste (celui qui étudie la vie). Traditionnellement, ces tapis microbiens ont été exploitées pour différents usages (complément alimentaire en période de disette, emplâtres cicatrisants, nurserie des juvéniles de chanos-chanos,…), mais ces utilisations ancestrales sont devenues maintenant quasiment anecdotiques. Néanmoins, aujourd’hui, les mares présentent un réel intérêt économique et scientifique. En effet, les pigments bactériens sont très prisés dans l’industrie pharmaceutique et agro-alimentaire pour la fabrication de cosmétiques, de colorants alimentaires ou pour l’aquaculture, certaines algues bleues étant cultivées pour servir de compléments alimentaires. De part ces utilisations, des applications dans les domaines biotechnologiques sont pressenties pour le kopara.

Si on s’intéresse à la biologie des mares, nous pouvons faire le parallèle entre la végétation terrestre et le kopara. Considérons l’écosystème terrestre d’une île comme Tahiti. Cet écosystème est dominé par l’activité de la végétation et on peut étudier ce dont elle a besoin pour vivre, ce qu’elle produit, ce qu’elle échange avec son environnement extérieur. En revanche, une mare à kopara sera caractérisée par l’activité des micro-organismes. On pourra donc étudier leur mode de fonctionnement, ce qu’ils produisent, ce qu’ils échangent, ce qu’ils transforment. Les mares à kopara ont donc un intérêt purement scientifique mais ces connaissances sont primordiales pour bien comprendre la formation et la croissance du kopara et mettre en évidence des propriétés exploitables dans le domaine de l’agro-alimentaire ou de la santé.

Afin d’évaluer le potentiel économique du kopara pour les industries biotechnologiques, la Délégation à la Recherche du Territoire de Polynésie française, en coopération avec l’Université Française du Pacifique finance un programme visant à (1) préciser les différents types de mares (2) connaître les principaux organismes formant le kopara et leurs intérêts.

Existe-t-il différents types de mares à kopara ?

Sous le terme générique de kopara se dissimule en fait différents types de tapis microbiens. Ils seront le fruit de leur environnement qui joue un rôle important sur la genèse et la vie de la mare: certaines mares seront perturbées par des entrées d’eaux lagonnaires fréquentes, certaines auront leur salinité contrôlée par la poche d’eau douce située sous le motu, et d’autres seront envahies par les débris végétaux du motu. Pour avoir un bon aperçu des différentes compositions en micro-organismes des mares, il convient de considérer des environnements très variés.

Paradoxalement, pour avoir une idée de la diversité en micro-organismes des mares, on utilise des images prises à 800 km d’altitude par le satellite SPOT. Le satellite ne voit évidemment pas les micro-organismes, mais il permet de caractériser les différentes mares en fonction de leur environnement et d’en proposer une cartographie (figure 2). On distingue ainsi sur l’atoll de Rangiroa 66 mares différentes par leur situation géographique dans la couronne de l’atoll. Elles sont situées :

1/ à la périphérie des motu, essentiellement à l’est de l’atoll. Ces zones sont occupées par des tapis fréquemment submergés par le lagon. Ce brassage empêche la stratification et le vrai kopara n’est présent que dans les zones protégées les plus en retrait.

2/ dans des hoa résiduels, au nord et à l’ouest de l’atoll. Celles du nord sont exposées au coup de vents (maraamu) et aux coups de houle de sud. Cela se traduit par une mise en eau fréquente des mares, et par l’édification de rempart de débris coralliens de plusieurs mètres de haut. Il en résulte des mares profondes côté lagon, qui se prolongent en pente douce vers l’océan. Seules ces prolongements ont des faciès à kopara, souvent envahies par la brousse des atolls. En revanche, le kopara bien stratifié est très présent dans les mares de l’ouest. En effet, la stabilité des sites de l’ouest de Rangiroa est assurée par des lagunes intermédiaires et un platier corallien interne qui cassent les houles internes du lagon.

3/ à l’intérieur des grands motu. Dans cette configuration, la nature des mares est variable. Elles peuvent avoir un kopara bien stratifié, immergé ou à sec. Elles peuvent être également complètement perturbées par les dépôts d’humus. D’autres enfin, sont soumises à une forte perturbation d’origine animale (tupa, poissons) ou humaine (telle la mare d’Avatoru, devenue de facto le « centre d’enfouissement technique » du village).

Figure 2 : localisation des mares à kopara de l’atoll de Rangiroa

Quels sont les organismes présents dans le kopara et leurs intérêts ?

Les mares différenciées grâce aux traitements d’images sont-elles intéressantes du point de vue des micro-organismes? Les résultats des premières analyses montrent les grandes tendances avec seulement 3 groupes de micro-organismes:

1/ Des cyanobactéries phototrophes c’est-à-dire qu’elles utilisent l’énergie lumineuse pour synthétiser leur matière à partir de carbone. On les trouve dans la couche verte superficielle du kopara et elles sont riches en pigments. Ce sont par exemple Phormidium sp. ou Scytonema sp..

2/ Des bactéries phototrophes qui se développent dans les couches inférieures car elles se contentent de peu de lumière. Certaines croissent à partir du soufre et non du carbone ( bactéries sulfureuses). D’autres utilisent les composés organiques simples (bactéries non sulfureuses). Elles se trouvent surtout dans les couches pourpres, roses et rouges du kopara. Une vingtaine de bactéries (comme par exemple Chromatium sp. ou Blastochloris sp) ont été identifiées, isolées et cultivées. Ces bactéries sont les organismes dominants des mares.

3/ Enfin, des bactéries qui se développent indépendamment de l’énergie lumineuse qui n’est plus disponible dans les couches les plus profondes du kopara. Elles utilisent des composés organiques et sulfureux. Elles produisent comme déchet un composé hydrogène-soufre (H2S) repérable facilement par son odeur d’oeuf pourri.

L’analyse pigmentaire des différentes couches du kopara et des bactéries a confirmé l’intérêt de ce matériel en pigments du point de vue biotechnologique. On trouve ainsi des pigments prisés tels l’okénone, la spirilloxantine, la rhodopine, les b-carotènes…

Perspectives

A la lumière des premiers résultats obtenus, les mares à kopara des atolls des Tuamotu permettraient à moyen terme d’obtenir pour le Territoire des débouchés intéressants dans les secteurs des industries alimentaires et pharmaceutiques. Il ne sera pas question de prélever directement dans les mares qui seraient rapidement épuisées, mais il est possible de sélectionner les bactéries les plus intéressantes déjà isolées en souches pures, puis de les cultiver en grande quantité en laboratoire. Ces conclusions ont été rendues possibles en combinant plusieurs techniques de pointe (traitement d’images de télédétection, microbiologie, analyse pigmentaire,…) dont la mise en œuvre est aujourd’hui maîtrisée par des organismes de recherche présents sur le Territoire. Et à moyen terme, il n’est pas farfelu d’envisager une thalassothérapie paumotu à partir de bains d’extraits de kopara…

Photo 1 : mare à kopara de Pahitomo sur l’atoll de Tikehau

Article 6

Eliane Hallais Noble-Demay :

Enfant-Roi en Océanie

Le droit à l’enfance

           La dictature des adultes doit cesser. Les enfants du monde ont entrepris une marche à travers le monde en direction du siège de l’Organisation des Nations Unies à Genève. L’enfant recherche-t-il le pouvoir comme il l’aurait eu dans la société polynésienne ancienne ? Peut-il effectivement assumer ce pouvoir ? L’âge de l’enfance correspond par définition à l’apprentissage, à l’étude, à la construction de l’être. Il y a danger à vouloir à tout prix traiter l’enfant à égalité avec l’homme qui sait si bien le manipuler et l’exploiter. Par ailleurs la confiscation de l’autorité parentale de base pour la laisser exercer par la famille élargie a pu créer une déresponsabilisation du père et de la mère de l’enfant. L’enfant se retrouve livré à lui-même, prisonnier d’un pouvoir impossible pour lui à exercer. Ses parents le privant du droit à l’enfance en feront un adulte cassé qui n’aura pas eu le loisir de vivre le temps de l’insouciance, de la dépendance et du jeu.

Dans la tradition polynésienne, il semble que l’enfant ait reçu plutôt une éducation fondée sur l’observation et l’imitation des adultes. Ce type d’approche au cœur du réel, d’une certaine façon, efface la période idyllique d’une enfance insouciante et oisive, dépendant des adultes nourriciers, protecteurs et responsables.

L’Enfant Océanien : Un enfant différent ?

Dans un foyer d’accueil d’urgence de Papeete les motifs d’entrée des enfants étaient : maltraitance, carence éducative, problèmes d’intégration dans la famille d ‘accueil, abus sexuel, troubles du comportement, fugue et même sans domicile fixe. L’image de l’enfant polynésien que nous renvoie cette liste n’a rien de spécifique à la Polynésie. Elle est tristement conforme à celles que nous pourrions faire en métropole, en Amérique ou en Asie. La maltraitance des enfants est universelle. Nous n’avons pas le monopole de la maltraitance mais nous n’en sommes pas non plus préservés. Poil de Carotte, Le Petit Chose , Cosette s’appellent à Tahiti Fati, Terii, ou Maeva.

Trop souvent encore dans les familles polynésiennes l’exigence du silence de la part des enfants reste la règle à la maison. Ils devront trouver des interlocuteurs ailleurs. Les enfants-rois de Tahiti ont malheureusement trouvé leurs châteaux, pour les non-initiés, sachez que c’est ainsi qu’ils nomment les endroits abandonnés ou les cabanes où ils élisent domicile. Comme nous sommes loin de l’île aux enfants, paradis de Huahine où une communauté d’enfants se retrouvait à l’abri des adultes, pour faire l’expérience de leur liberté, une véritable découverte de la vie dans un jardin des délices qui possédait toutes les caractéristiques de ce paradis terrestre découvert par Wallis, Cook, Bougainville, Diderot et Jean-Jacques Rousseau.

Les enfants d’aujourd’hui en Polynésie s’adaptent : entre un paréo et un short pour chevaucher leur motos ils n’hésitent pas, le short a leur préférence. Bien sûr ils continuent à manger du poisson cru avec leurs doigts, mais utilisent couteaux et fourchettes pour leurs steaks. La diversité culturelle, l’ouverture sur le monde permettent une meilleure gestion de l’environnement tant humain qu’économique ou naturel.
Si les Anciens ne se basaient que sur l’observation des vagues à l’œil nu et l’écoute des vents, les satellites offrent à la polynésie la possibilité de prévoir à l’avance les cyclones. Le phénomène El Nino, enfant terrible de notre temps, fait l’objet d’observations scientifiques précises et sans doute bénéfiques pour notre monde océanien. Pourquoi refuser à l’enfant de Polynésie qui souffre les solutions qui ont été pensées et réfléchies ailleurs ? Parler de l’enfant polynésien, c’est parler de l’enfant tout court, de l’enfant de l’homme, l’enfant universel qui aime jouer, qui adore les histoires et dont le rire communicatif devrait résonner pour chacun de nous.

Jean-Marie Cavada vient de dire aux enfants océaniens : « Le monde est votre maison ! »

Ils apprendront à surfer sur Internet à leurs parents qui ne manqueront pas à leur tour de leur apprendre le surfréel et non virtuel, leurs enfants « Tamarii » ou le jeu de mot s’impose « Ariitama » (Enfant-roi) ne sont pas des Tamagotshis !

Qu’a t-il essentiellement de différent cet enfant polynésien ? Sans doute son accent, cette façon si particulière de croquer la langue française en roulant les « R » et en chantant les mots. En 1913 un gouverneur s’y attardait déjà :

« Avez-vous remarqué que nos petits Tahitiens, avouant, ou plutôt étalant en français leur gourmandise, on mangé leur «crème glacée » en anglais ? Oui ! presque tous ils ont mangé de   l’ « ice cream » ! Oh ! L’horreur ! Le comité de l’Alliance Française a froncé les sourcils…Mais quoi ! A qui la faute, sinon à tous ceux d’entre vous qui, quoique bons Français, se laissent aller à prononcer cet horrible mot, dont la terminaison vous laisse sous une impression de «crime », tandis qu’il est si facile et si rafraîchissant de dire «crème glacée ». Ne semble t-il pas que de dire simplement ces deux petits mots, par une brûlante journée d’été, il vous vienne comme une sensation délicieusement fraîche et parfumée à la bouche ? Aussi, voyez ce qui est arrivé : A vous entendre parler d’ice cream nos petits Tahitiens, se figurant que c’était un mot français, ont cherché dans leur mémoire encore un peu neuve, comment cela s’écrivait, et bravement, ils ont écrit «escrime ». La langue se venge me direz-vous ! ».

Cette image d’enfant gourmand qui dévore le français renvoie une image fidèle de l’enfant qui sait s’adapter mais qui a besoin d’un guide pour l’empêcher de détruire après l’orthographe, les mondes qui ne lui donnent pas la place du roi sinon de citoyen.

Article 7

Sandra Langy :

Stop! à la filariose

Tous, nous avons vu ce slogan à la télé. Pour en savoir plus, suivez le guide….

La filariose lymphatique, c’est quoi ?

La filariose lymphatique est une maladie tropicale qui touche environ 120 millions d’individus dans le monde. Elle est causée par un ver parasite (une filaire) répondant au nom barbare de Wuchereria bancrofti. Le parasite est transmis à l’homme par un moustique. En Polynésie Française, ce moustique est Aedes polynesiensis qui se trouve niché dans les districts. Si tu veux savoir comment on peut attraper cette terrible bestiole, regarde la figure 1.

Figure 1 : Cycle biologique de la filaire Wuchereria bancrofti responsable de la filariose lymphatique

On trouve plusieurs cas de figure au sein d’une population :

Comment se manifeste la maladie ?

• des individus qui ne développent aucun symptôme (ouf, la majorité des cas!),
• des individus sains porteurs de microfilaires (Figure 1),
• des individus présentant des symptômes plus ou moins graves allant de l’inflammation des ganglions au stade ultime de l’éléphantiasis hélas incurable. Ces personnes n’ont pas de microfilaires.

Comment explique-t-on ces différentes réactions ?

Imaginons une bataille mettant face à face un attaquant, la filaire, et un défenseur, l’homme (Figure 2).

La filaire tire des missiles, ce sont les protéines. Le défenseur, en l’occurrence l’homme, va chercher à se défendre contre ces attaques. Comment ? Grâce à une arme redoutable : le système immunitaire. Dès que les protéines envahissent l’organisme, le système immunitaire produit des soldats, les Anticorps. Ils sont chargés de détruire les protéines de l’envahisseur, qui prennent alors le nom d’Antigènes. Le système immunitaire va alors réagir différemment suivant la nature de ces antigènes et donner lieu aux cas de figures cités plus haut.

Figure 2 : Réponse du système immunitaire aux attaques du parasite

Et nos travaux dans tout ça ?

Notre objectif est d’identifier les protéines des filaires. Dans quel but ? Cela nous permettra :

•          de comprendre comment le système immunitaire bloque l’invasion par les parasites en prenant pour cible certaines de leurs protéines. En d’autres termes, pourquoi une personne reste saine ou attrape la maladie ;
• de repérer des personnes présentant le même type de réaction face à une même protéine. Cette protéine pourra entrer dans la fabrication d’un test de diagnostic.

Et après, qu’en a t-on fait de cette paramyosine ?

Nous avons alors observé les différentes réponses du système immunitaire des Polynésiens après une agression par la paramyosine. Ne vous inquiétez pas, nous n’avons pas procédé à des expérimentations sur cobayes humains ! Notre démarche a été la suivante :

•          nous avons prélevé le sang de personnes volontaires habitant à Tahaa où le risque d’attraper la maladie était important avant les campagnes de traitement organisées par l’Institut Malardé;
•          le sérum a été séparé des globules rouges ; c’est lui qui contient les éléments fabriquant les soldats;
•          nous avons détecté les anticorps dans le sérum des individus en réponse à la paramyosine. Le protocole utilisé est la technique ELISA qui est un test très fiable couramment utilisé en laboratoire. Il est décrit dans la figure 3.

Figure 3 : Schéma du test ELISA

La paramyosine, un outil pour repérer les malades ?

Lorsque le parasite envahit l’organisme, celui-ci reçoit une décharge de protéines libérées à la mort du parasite, dont la paramyosine. La paramyosine devient tout de suite la cible d’anticorps produits exclusivement pour la détruire. Nos résultats ont montré que :

•          ces anticorps ne sont produits que chez des personnes qui ont des vers adultes ;
•          le taux d’anticorps est lié au nombre de parasites.

Oui, mais son rôle dans la lutte contre la filariose ?

Les anticorps produits contre la paramyosine peuvent donc servir de test de diagnostic pour détecter les personnes qui ont des vers adultes. C’est très intéressant car ces personnes sont difficilement repérables parce qu’elles n’ont pas de symptômes. Cependant, elles peuvent transmettre le parasite comme indiqué sur la figure 1. Les anticorps permettent aussi de suivre la diminution du nombre de parasites chez des gens malades après traitement à la notézine (voir encadré).

 Alors, convaincu ?

Comment traite-t-on la filariose en Polynésie ?

Toute la population reçoit des comprimés de notézine 2 fois par an à titre préventif. Les personnes malades ont un traitement adapté, avec des doses croissantes de notézine.

Eh bien, maintenant que tu sais comment cette terrible bestiole arrive à nous contaminer, et ce qu’on essaie de faire pour l’en empêcher, il faut que toi, de ton côté, tu participes aussi à la lutte. Comment ? En ne laissant pas les moustiques infester ton jardin ou ton “ faapu ”. Si on détruit les gîtes à moustiques, on arrivera à réduire le nombre de moustiques porteurs du parasite. A toi de jouer !

Article 8

David Leou-Tham :

Ca « gaz » chez les thons (plongées des thons en Polynésie Française et la gestion de leurs gaz dissous)

Tout commença par un coup de fil, coupant ma sieste d’étudiant à Lyon, de Monsieur F.X. Bard , directeur de l’ORSTOM Tahiti (Organisme de Recherche Scientifique des Territoires d’Outre-Mer ou nouvellement pour le Développement et la Coopération) : « j’ai un sujet de recherche à vous proposer dans le cadre dans vos études en milieux extrêmes ! Il s’agit des plongées des thons  en Polynésie Française et la gestion de leurs gaz dissous! On a remarqué que des thons ou « aahi » font des mouvements de plongées profondes à plus de 500m, avec des remontées très rapides sans que leurs vessies gazeuses n’explosent ! Comment font ils alors pour gérer leur gaz, surtout l’azote pour ne pas avoir des problèmes de sursaturation et de décompression ? »

Après avoir suivi des cours à Toulon sur les milieux extrêmes et de longues recherches de rapports scientifiques sur les thons (avec l’aide des associations étudiantes Polynésiennes), ce fut le retour au « fenua » pour 6 mois de stage…Le contact avec l’ORSTOM à Arue est chaleureux ;je rencontre l’équipe ECOTAP (travaillant sur l’Etude du COmportement des Thonidés par l’Acoustique et la Pêche à la palangre en Polynésie Française) composée de chercheurs de divers organismes : l’IFREMER, le SMA, et de l’ORSTOM. Tout travail scientifique commence par un temps de lecture au bureau, d’assimilation personnelle et de compréhension des données scientifiques (souvent en anglais, la langue internationale): lectures d’articles, photos, films, contact par internet des spécialistes des thons (R.Brill de Hawaii, A.Bertrand de Orstom France…), visites de bibliothèques( OTAC, EPHE de Moorea, IFREMER de Vairao, Institut Malardé, Université du Pacifique, ORSTOM). J’ai pu ainsi plonger dans le monde mystérieux des thons…

Les thons en Polynésie Française sont des thonidés tropicaux :

(voir figure 1) l’albacore en français (yellowfin, thon jaune ou aahi); le patudo ou thon obèse (bigeye tuna, thon à gros yeux ou aahi tatumu); le listao en français (skipjack , bonite ou auhopu). Il existe aussi des thons tempérés: le germon en français (albacore , thon blanc ou aahi taria); le thon rouge (bluefin); il est très rare en Polynésie.

Figure 1 : image tirée de « Atlas des pêcheries thonières tropicales, captures mondiales et environnement » de Alain Fonteneau, Orstom éditions, 1997.

Figure 2 : déplacement verticaux BE23 (Bigeye 45-50 kg) – ECOTAP 18 (d’après Laurent Dagorn) : en journée, le thon est en profondeur et de nuit en surface. Remarquez les pics de remontée rapides de 450-500m à 100-150m ! Le thon anticiperait-il sa remontée ?

Des expériences de marquages soniques

(depuis les années 70) ont permis de connaître les déplacements horizontaux et verticaux des thons. On pose un capteur sur le thon et on enregistre ses déplacements en temps réel à partir du bateau qui le suit à une distance maximum de 500-800m. On a pu observer des mouvements verticaux rapides (dits « en ascenseur ») des thons, ou des aller-retour de la couche de surface (eau chaude ), à la thermocline (couche de transition où la température de l’eau décroît rapidement) et aux eaux froides (voir figure 2). On a proposé trois raisons de ses mouvements rapides : La nage planée qui économise de l’énergie, la chasse en profondeur en suivant ses proies, et un moyen de se refroidir dans les eaux froides profondes. Comment cela est ‘il possible?‘

Les contraintes du milieu marin profond sont nombreuses :

la température varie beaucoup de 30° en surface à 8°C vers 500m, la concentration en oxygène dissous dans l’eau est très faible (atteignant 1ml/L dans les zones les moins oxygénés ), la luminosité diminuent laissant place à l’obscurité, la pression de l’eau est tellement forte que l’on subit plus de 1kg/cm2 tous les 10m de profondeur ( soit 50kg /cm2 à 500m), les courants sont complexes( el niño…), la salinité ou taux en sels diminue!

Les thons ont de nombreuses adaptations

(Sharp et Dizon ,1978 /Bard, Bach et Josse,1997) anatomiques facilitant une nage rapide et les plongées ;une vision crépusculaire (le Bigeye peut voir dans le noir grâce à ses yeux spécifiques), des échangeurs de chaleur à contre courant (capacité à produire et garder de la chaleur, le thon est plus chaud que la mer, après l’avoir pêché, alors que c’est un animal à sang froid!), une répartition séparée des muscles rouges (biens oxygénés et profonds à l’intérieur du corps) et blancs (moins bien oxygénés et externes) et sa vessie gazeuse (remplie de gaz) ou dite natatoire (car servant aussi pour l’équilibre lors de la nage). Les thons respirent dans l’eau, par leur branchies (dont la finesse de leur paroi branchiale est de 0.5microns; soit 100 fois moins que 1mm), permettant l’entrée des gaz sous forme dissoute, le plus souvent, jusqu’aux tissus qui ont besoin de se nourrir via le système circulatoire (composée d’artères et de veines d’ou le sang circule). F.X.Bard, mon maître de stage me disait encore: «Quelles sont les mécanismes de gestion des tensions partielles d’azote dans les fluides internes lors de remontées rapides des thons ? Il est établi que le bigeye peut évoluer en profondeur pour chasser pendant 30 minutes à une heure, puis remonte très rapidement pour se réchauffer .Le bigeye possède une maîtrise particulière de la décompression de l’azote ? »

Entre croyances populaires et raisonnements scientifiques :

On sait que l’azote entre dans le thon sous forme dissoute et est transporté par le sang, comme tout les autres gaz (oxygène…); le sang passe par les « rete mirabile »qui sont des groupements de veines et d’artères collées (c’est aussi une spécificité du thon), et ses « rete » irriguent en partie la fameuse vessie gazeuse (voir figure 3). Le thon ne pourrait-il pas stocker l’azote à l’intérieur de sa vessie? Le processus d’entrée de l’azote dans la vessie reste encore inconnu, mais on connaît bien le mécanisme d’entrée de l’oxygène. Que se passe t’il alors à la décompression, car la pression va diminuer, et la vessie grossir jusqu’à exploser !…sauf si le thon peut éliminer à temps le surplus gazeux par un processus à déterminer? Sinon je me demande aussi si l’azote qui sortirait de la vessie étant une quantité infime, mais sous forme gazeuse cette fois, ne pourrait-elle pas rester à l’état de petites bulles et ainsi ne pas boucher les conduits sanguins( Si la pression est forte, ce qui le cas chez le thon, les bulles restent stabilisées et petites et n’ont pas le temps de grandir, de plus si elles atteignaient des tailles importantes, la pression étant tellement forte, qu’elle réussirait à faire exploser les bulles bouchant le conduit). L’hémoglobine du thon est aussi très spécifique et on connaît un rôle spéciale du complément ( qui est un moyen de défense immunitaire général), qui est très développé chez le thon, qui jouerait un rôle important lors de la décompression.

Figure 3 : L’ entrée des gaz dissous dans le thon s’effectue par ses branchies, ensuite les gaz sont transportés par le sang et sont distribués aux tissus( notament la vessie gazeuse, qui est un organe isolé).Il y a retour du sang au foie(un organe détoxifiant) et au cœur par les veines. Le coeur envoie le sang aux branchies, qui peut éjecter les gaz restants.
Mon étude se porte au niveau des branchies et de la vessie gazeuse.

Source : Système circulatoire du thon rouge (d’après Carey et al. 1984)

Données bibliographiques principaux :
-Sharp et Dizon,1978, The physiological ecology of tunas(en anglais !)
-Bard, Bach, Josse,1997, Habitat et écophysiologie des thons, quoi de neuf après 15 ans ?(en cours de publication scientifique !)

Expérimentations et résultats : Le travail de terrain est formateur ; on va observer des thons à la criée du chantier naval du pacifique avec F.X.Bard. On écoute l’expérience de pêcheurs, leur techniques de pêches :« les trous à thons » disent ils? Ces fameux endroits ou le thons se cachent en bancs, et aussi sous des épaves flottantes ou artificiellement des DCP (les Dispositifs de Concentrations de Poissons). F.X. Bard m’a tout de suite orienter sur une étude histologique comparée, au niveau des vessies gazeuses et des branchies. Mais avant tout ,il fallait « se faire la main » et apprendre la dissection de poissons (dissections de bonites, papio, thons…)! Grâce à l’aide des pêcheurs de Arue, et A.Asin, on a pu se procurer les thons indispensables. On prend le thon, on le pèse, on mesure sa longueur corporelle, on observe l’aspect extérieur, et on dissèque en commençant par lui enlever ses branchies et tous les autres organes (surtout vessie gazeuse…).Tout est mis sous formol pour la conservation, et au frais.

Par le laboratoire d’analyse locale du Dr Boz et Didier Petit, on a pu avoir des coupes de tissus très fines de branchies et de vessies. Les mesures ont été possible grâce au microscope et à un lecteur de profil (pour l’agrandissement des lames sur support visuel) de l’ORSTOM et du micromètre (une loupe de mesure) de Madame Payri de l’Université du Pacifique. On a donc pu trouver pour les vessies (qui se présentent comme des chambres à air), que les épaisseurs de leurs tissus sont importantes chez le bigeye, qui a donc la vessie la plus résistante et la plus robuste, ensuite celui de l’albacore un peu moins, et très peu épaisse pour le germon, montrant une grande fragilité (ce qui expliquerait que ses vessies moins solides explosent lors de remontées rapides sur le bateau). Les contenus en gaz dans les vessies n’ont pu être analysés, faute de moyens, mais F.X.Bard a pu obtenir leur volume en les remplissant d’eau ;un long travail de patience. En ce qui concerne l’étude branchiale (des surfaces d’échanges pour pouvoir apprécier le taux de passage de gaz), elle est en cours, mais on peut dire que cela avoisine 3000000 mm² ou 3m² pour une bonite de 1.5kg (on espère trouver plus pour le bigeye) !

Avec l’aide précieuse de J.Pages, on a d’ailleurs démarré le travail plus théorique sur les compartiments internes du thon, pour pouvoir déterminer les vitesses d’élimination de l’azote. Ceci est très difficile pour moi, il faut se replonger dans les maths (calculs différentiels)! De plus, F.X.Bard m’a fourni un cadeau en or ; les données de traques soniques de thons provenant d’ECOTAP; c ‘est un honneur de pouvoir travailler sur les travaux d’autres chercheurs! Il faut que je calcule les vitesses de remontées des thons, pouvant atteindre les 0.75m/s, soit 45m/mn ou 2.7km/h !

En Conclusion : « La Polynésie Française développe actuellement une flottille de thoniers pratiquant la pêche à la « palangre » (engin de pêche en milieu profond) .Le programme ECOTAP étudie depuis 1995 les thons présents dans la Zone Economique Exclusive (ZEE) afin de fournir les éléments scientifiques propres à asseoir une exploitation durable de cette ressource thonière» me dit Bard. C’est dans ce contexte scientifique que s’inscrit mon travail de recherche sur l’évolution verticale des thons en milieu profond, et la gestion de leur gaz dissous telle l’azote. Cette meilleur connaissance des thons nous permettrait de mieux les comprendre, donc indirectement prédire leur comportement lié à la pêche, et une approche du problème de la décompression. Je remercie d’avance tout le monde de l’ORSTOM : A tous ceux croisés, auxquels leur rendre hommage, est leur donner le plus précieux des noms. Comme le disait un vieux pêcheur: « jetez vos filets, croyez ou pas à la pêche miraculeuse, oui le travail rapproche les hommes, si elle n’est pas exploitation et domination, car elle nous libère! ».

Article 9

Lydie Sichoix :

Les satellites

Tout là-haut pour comprendre ici-bas

Les satellites sont une mine de renseignements pour l’étude de notre planète et offrent la possibilité de mieux connaître les reliefs sous-marins de notre fenu’a.

La planète Terre est constituée d’environ 71 % d’océan et le reste de terres émergées tels les grands continents. C’est au milieu du plus vaste océan, le Pacifique, que se situe la Polynésie Française, dotée d’une immense Zone Économique Exclusive (Z.E.E.) de plus de 5 millions de km². Mieux connaître l’origine de la formation de la Polynésie Française implique mieux connaître ses îles, ses atolls et ses fonds sous-marins, notamment les hauts fonds volcaniques. À quoi peuvent donc nous servir les satellites ? À leur bord, sont embarqués plusieurs types d’appareil d’observations et de mesures suivant la mission qu’il leur est affectée (télécommunications, météorologie, océanographie, étude de déformation de l’écorce terrestre,…). Ce qui nous intéresse ici, c’est le radar altimètre qui mesure la distance entre la trajectoire du satellite et la surface de l’océan. L’altimétrie fournit des informations sur les irrégularités de la surface solide de la Terre, sous la mer. Pour simplifier, nous appellerons ce type d’informations des ‘observations satellites’. La forme approximative de la Terre, elle, ressemble à une énorme orange régulière mais aplatie aux deux pôles. On étudie les écarts entre les observations satellites et cette ‘orange’ pour les traduire en hauteur de relief sous-marin. Ainsi, l’altimètre détecte les structures sous-marines comme les bassins, failles, fosses, plaines, plateaux, montagnes ou volcans…

La Terre, dont le rayon mesure près de 6400 km, est formée de plusieurs couches aux propriétés physiques distinctes. On connaît mieux son enveloppe superficielle, la croûte, de très faible épaisseur, étendue sur la plaque lithosphérique rigide. La lithosphère est, en fait, organisée en plusieurs micro-plaques, qui flottent au-dessus du manteau. Le manteau, chaud et fluide, est animé de grands mouvements dits ‘convectifs’, au-dessus du noyau. C’est parce que la Terre bouge à l’intérieur que les plaques se déplacent les unes par rapport aux autres. Nous allons voir que les irrégularités superficielles nous aident à comprendre l’intérieur de la Terre.

Il existe des mesures directes des irrégularités : bathymétrie ou échosondage.

La bathymétrie, c’est la profondeur d’eau au-dessus du relief sous-marin (figure 1a). Le principe de l’échosondage est basé sur l’étude de la propagation d’un signal acoustique (sonore) dans l’eau et de sa réflexion sur le fond, un obstacle rocheux. Connaissant le temps et la vitesse de propagation du signal, on déduit la distance parcourue entre le bateau et le fond, c’est-à-dire la bathymétrie. Nous avons recensé et trié les traces de bathymétrie provenant des campagnes océanographiques effectuées dans notre région. Leur grand avantage est qu’elles décrivent les structures sous-marines de façon très précise. Mais elles ne sont pas réparties de façon homogène et ne permettent pas une représentation cartographique complète de notre région. En fait, il faudrait plusieurs milliards de francs pacifiques pour recouvrir toute la surface de la Z.E.E. par cette technique.

Figure 1a : extrait d’un profil bathymétrique, coupe verticale du fond océanique

Figure 1b : extrait des observations satellites pour la même coupe

Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme.

La hauteur d’un relief, en particulier la topographie d’un volcan, correspond à un excédent de matière en surface. Partant de l’idée d’équilibre, ce surplus doit être compensé par une perte de matière ou par le remplacement d’une matière plus légère en profondeur. Imaginons maintenant que quelqu’un monte sur une passerelle composée d’une planche de bois rigide. Cette planche va plus ou moins se courber suivant le poids de celui qui la traverse (bébé, adulte,…). La déformation de la plaque lithosphérique est donc plus ou moins importante car elle dépend du poids du volcan, mais elle est aussi fonction de l’intensité de la force de la plaque qui s’oppose au poids de l’édifice volcanique. Les observations satellites (figure 1b) correspondent à des enregistrements de surplus ou pertes de matière en surface qui sont liés à la répartition des masses hétérogène dans la Terre. Il existe des équations mathématiques bien établies qui expriment le lien entre la topographie d’un volcan et l’observation satellite. Les deux quantités sont corrélées. La combinaison des mesures des satellites européen ERS-1 et américain GEOSAT a l’avantage d’offrir une couverture spatiale, dense, sous forme d’une grille régulière, avec point tous les 3.7 km, contrairement aux profils de bathymétrie de bateaux. Cette grille satellite est accessible sur un site Internet. Pour transformer les observations satellites en bathymétrie, nous proposons deux étapes : la première donne une représentation approximative de la bathymétrie d’un haut fond un peu comme si on le regardait à distance, et la seconde doit préciser localement sa hauteur comme si on procédait à un zoom. Un programme informatique traduit précisément ces deux étapes de la prédiction. Précisons que les mesures de bateaux ont ici leur propre utilité puisqu’elles permettent de contrôler et de valider notre méthode de prédiction.

Figure 2 : extrait de la carte bathymétrique présentée avec une gamme de couleurs

Une carte des hauts fonds pour les pêcheurs.

La carte bathymétrique complète de la Z.E.E. a été construite, à partir de la compilation de nos transformations dans des petites zones, à l’image de l’assemblage des pièces d’un puzzle, et de l’inventaire des échosondages. La figure 2 présente un extrait sur la région de la Société. Les hauts fonds seraient des sites à fort potentiel en sels nutritifs provenant des remontées d’eaux profondes (reste à démontrer !). Par conséquent, ces sites attireraient les bancs de poissons. Les pêcheurs polynésiens disposent désormais d’un outil de travail fiable pour mieux choisir leurs zones de pêche.

Et pour les scientifiques ?

Géomorphologue (géo=terre et morphologie=étude des formes), géophysicien, volcanologue et même d’autres spécialistes peuvent y trouver leur compte. La théorie du point chaud, par exemple, a été formulée grâce à des observations topographiques et morphologiques des volcans océaniques. Les différents stades de transformation morphologique des édifices volcaniques à l’échelle des millions d’années, du plus jeune au plus vieux (mont sous-marin, île, atoll et guyot=vieux mont immergé) ont été reconnus. Un point chaud est défini comme une source de matière chaude, ancrée très profond dans le manteau. Du magma remonte, puis perce la lithosphère et jaillit enfin pour donner naissance à un ou plusieurs monts concentrés sur une surface dite active. Pour la Société (figure 2), elle se situe dans les environs de Meetia. Moua Piha’a est un mont sous-marin de la région active. La lithosphère se déplaçant lentement dans la direction préférentielle nord-ouest, la trace superficielle du point chaud est linéaire comme le témoigne l’alignement de la Société. L’âge des îles augmente lorsque l’on s’éloigne de la région active : 1.4 million d’années pour Tahiti et 5 pour Maupiti. Il en est de même pour de nombreux alignements volcaniques du Pacifique. Notre carte bathymétrique prédite à partir de l’altimétrie satellitaire met en évidence l’alignement volcanique Savannah entièrement sous-marin (figure 2). On peut donc dores et déjà suspecter une origine de type point chaud. Comme le temps de bateau est trop coûteux pour se risquer à l’aveuglette, la stratégie de recensement des hauts fonds et des ressources marines (voir programme ZEPOLYF=Zone Économique de Polynésie Française ; Laboratoire de Géosciences Marines et Télédétection et autres organismes), pendant les campagnes océanographiques, doit être menée à partir d’un support cartographique fiable comme notre carte. Les observations satellites permettent de repérer et de décrire les structures jusqu’à une certaine précision et résolution, suffisante pour de nombreuses études, mais ne peuvent pas répondre à tous les objectifs. La première campagne du programme ZEPOLYF offre une représentation plus précise et détaillée de la chaîne Savannah. Certains hauts fonds ont été reconnus comme étant des guyots de forme plutôt circulaire déjà à plus de 500 m de profondeur. C’est donc là un indice capital : si la théorie du point chaud s’applique aussi à Savannah, cela implique que sa formation est bien antérieure à celle de la Société. Notons sur la figure 2 une paire de rides volcaniques baptisée Va’a Piti pour pirogue double, de forme allongée, non commune au volcanisme de point chaud. Voilà une énigme à résoudre !

La Zone Economique Exclusive en bleu, les îles et les atolls en jaune de Polynésie Française. La ligne verte indique la coupe effectuée pour présenter le superbombement polynésien

En sciences, on établit des modèles physiques pour représenter des situations normales. Lorsque l’on détecte des écarts par rapport aux modèles, on dit que ce sont des anomalies. La bathymétrie et les observations satellites sont un moyen de diagnostiquer ces anomalies. C’est un peu comme si un patient avait une forte fièvre, et que le rôle docteur, comme celui du chercheur était d’expliquer l’origine de cette anomalie

Coupe verticale du superbombement à latitude constante (20° sud). La hauteur du superbombement est déduite de l’écart entre la bathymétrie connue est un modèle de fond océanique standard

. Les anomalies sont de taille et de dimension variables. L’île de Tahiti peut être considérée comme une anomalie bien localisée alors que le plateau océanique des Tuamotu occupe une très grande surface. Il existe aussi une structure d’une envergure bien plus importante, s’étendant sur des milliers de km (figure 3) ! C’est une vaste surélévation bathymétrique, centrée en Polynésie Française. Elle exprime que le plancher océanique est moins profond (d’environ 1000 m) par rapport à d’autres régions océaniques.

Sans cette anomalie, l’île de Tahiti serait plus petite, le sommet du mont Orohena ne culminerait plus à 2241 m d’altitude mais à seulement 1241 m, et Maupiti serait déjà sous l’eau. Comment expliquer ce superbombement polynésien ? C’est grâce aux observations satellites que des chercheurs ont pu avancer une hypothèse. Elle repose sur l’existence d’une vaste zone plus chaude qui favoriserait la formation d’un courant ascendant. Cette poussée ‘dynamique’ du bas vers le haut impliquerait une perte de masse à l’intérieur du manteau. Ce déficit en profondeur serait alors compensé en partie par le superbombement observé en surface.

Conclusion

Puisqu’on ne peut pas forer très profond ni vaincre les pressions internes démentielles de la Terre, les hommes se sont efforcés, depuis le boom de l’ère spatiale, il y a près de 30 ans, d’inventer et de perfectionner des instruments de mesure. Tout là-haut dans le ciel, ils aident à mieux comprendre les phénomènes d’ici-bas. Attendons-nous à découvrir encore bien de visages cachés de la Terre !