prospective mer 110 Focus Biominéralisation en domaine marin Les biominéralisations représentent, à la surface du globe, l’ensemble des structures minéralisées produites directement par - ou sous l’influence - des êtres vivants, qu’il s’agisse de bactéries ou d’organismes macroscopiques végétaux ou animaux. Elles constituent un archivage unique des conditions environnementales actuelles et fossiles, et participent pleinement à l’homéostasie du système « Terre », au sein des grands cycles biogéochimiques. A l’échelle globale, cette production minérale biologique représente des volumes considérables, dans lesquels dominent les carbonates de calcium (métazoaires et protistes), la silice (protistes, i.e., diatomées) et les oxydes métalliques ou minéraux soufrés (bactéries). L’essentiel de cette production s’établit en domaine marin. Les questions relatives à la biominéralisation sont nombreuses et surtout extrêmement diverses car elles concernent aussi bien des aspects adaptatifs ou évolutifs lorsque la biominéralisation est considérée en tant que processus d’édification d’un squelette, que des questions d’habitats lorsque ce sont les accumulations ou les bioconstructions métriques à pluri-kilométriques qui sont considérées, ou encore des questions environnementales relatives aux grands cycles si l’on met l’accent sur le piégeage d’éléments comme le carbone. Il est clair que l’étude des biominéralisations et des processus par lesquels ces biominéralisations sont formées revêt toute son importance dans le contexte actuel de changement climatique et d’acidification des océans. Par delà les aspects strictement environnementaux, d’autres aspects sociétaux et économiques concernent au premier chef les biominéralisations produites en milieu marin. La perliculture est par exemple une activité-clé en Polynésie Française ; elle génère des revenus annuels de l’ordre de 100 à 120 millions de $US, soit environ la moitié des revenus de l’archipel, et connaît, à l’heure actuelle, une crise sérieuse. La conchyliculture sur les côtes de France métropolitaine est un secteur dont le dynamisme est directement affecté par l’apparition d’épizooties ou de pollutions anthropiques, dont certaines touchent la formation de la coquille (exemple actuel de la maladie de l’anneau brun chez la palourde, exemple plus ancien des défauts de minéralisation induits par les substances anti-salissure auparavant utilisées pour les bateaux). S’agissant de la prospective INEE, et compte tenu des progrès techniques récents dans le domaine analytique, quelques axes forts paraissent être les voies intéressantes à explorer pour les années à venir. Ces axes pourront prendre un relief particulier dans certains milieux, tels que les substrats bioconstruits (récifs coralliens par exemple) ou ceux montrant des conditions extrêmes de pH (habitats profonds). Structure des biominéraux Toutes les biominéralisations produites en domaine marin (mais c’est aussi vrai en domaine continental) sont des matériaux présentant des niveaux d’organisation hiérarchiques, de l’échelle millimétrique à l’échelle nanométrique (Figure VI.10). C’est un caractère fondamental, qui explique en partie les propriétés physiques hors-norme (propriétés émergentes) de certaines biominéralisations : propriétés de résistance à la fracture de la nacre de mollusques, propriétés optiques de spicules siliceux d’éponges qui se comportent comme de véritables fibres optiques, micro-lentilles des ophiures. Des formes plutôt basales dans la phylogénie des métazoaires sont capables de synthétiser des matériaux nano-structurés extrêmement complexes : le meilleur exemple est celui du corail rouge (Corallium rubrum), mais c’est également vrai chez les « protistes » : coccolithophores et diatomées. La compréhension de la structure des biominéralisations, jusqu’à l’échelle de la maille cristalline, est un objectif, qui, depuis quelques années, est revisité, grâce notamment au développement de nouvelles techniques physiques comme la tomographie de sonde ato-
prospectivemer2013
To see the actual publication please follow the link above