Si vous essayez de restaurer des huîtres indigènes ( Crassostrea virginica ) dans la baie de Chesapeake, essayez de les mettre dans un environnement où elles risquent le plus de tomber malade. La mise en garde: vous devez en planter assez pour «nettoyer la maison».
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C'est une idée suggérée par une étude de la scientifique du Smithsonian Denise Breitburg, qui a examiné les effets du manque d'oxygène sur une maladie invalidante appelée huître appelée Dermo ( Perkinsus marinus ). Le parasite unicellulaire qui infecte le sang d'une huître est originaire de la baie de Chesapeake et, lorsque les huîtres étaient abondantes, la maladie avait peu d'effet sur l'ensemble de la population. Mais après plus d'un siècle de surexploitation, de perte d'habitat et de pollution croissante de l'eau, le nombre d'huîtres a diminué pour ne représenter plus que 1 à 2% de leur nombre historique. Dermo est à présent un autre coup dur qui décime le joyau de la Baie, jadis abondant.
Les efforts déployés pour restaurer les huîtres consistent à étaler dans l’eau des coquilles chargées de naissain (petites huîtres), idéalement dans des endroits où elles devraient prospérer. Les travaux de Breitburg, publiés aujourd'hui dans la revue PLoS One, suggèrent une option contre-intuitive en révélant une nouvelle dynamique entre les huîtres et leur environnement.
On a longtemps pensé que les eaux peu profondes situées près des côtes offraient un refuge contre la privation d'oxygène par les animaux vivant dans les zones mortes. Ces vastes zones d'eau pauvre en oxygène se trouvent dans des endroits plus éloignés du rivage et peuvent parfois persister pendant des semaines, voire des mois. Très peu de choses peuvent survivre dans de telles conditions, d'où son nom.
Breitburg espère que son étude pourra aider à orienter l’échelle de la restauration afin de produire des populations d’huîtres durables. (Laboratoire d'écologie marine du Smithsonian Environmental Research Center) Bien qu'ils ne soient pas soumis au faible taux prolongé d'oxygène observé dans les zones mortes, les bas-fonds ne sont pas à l'abri des périodes de manque d'oxygène. Les derniers travaux de Breitburg indiquent que les eaux situées près des côtes peuvent ne pas apporter un soulagement absolu à ces effets suffocants. «Nous constatons qu'une faible teneur en oxygène, même si elle survient quelques heures par jour, peut avoir des effets très importants sur les organismes du système», déclare Breitburg.
Dans les bas-fonds, un apport constant de nutriments provient de la terre et stimule la croissance d'algues ou de phytoplancton, qui produisent à leur tour de l'oxygène par la photosynthèse pendant la journée. La nuit, cependant, l'histoire change. Bien que la photosynthèse cesse, les organismes présents dans l'eau continuent de respirer et les niveaux d'oxygène chutent, parfois de façon spectaculaire. Au fur et à mesure que les algues meurent, le processus de décomposition réduit encore plus le taux d'oxygène.
Ces cycles jour-nuit sont naturels, mais l'activité humaine les amplifie: les eaux de ruissellement provenant du développement et des terres agricoles et les rejets des stations de traitement des eaux usées pompent les nutriments dans l'eau et alimentent une surabondance d'algues.
Un éventail de diapositives montre la santé d'une huître souffrant des diverses intensités de Dermo (de gauche à droite, en bonne santé à gravement infectée) à mesure que le parasite Perkinsus se multiplie (laboratoire d'écologie marine du Smithsonian Environmental Research Center) À travers une série d’expériences sur le terrain et en laboratoire, Breitburg a découvert que les huîtres dans les zones présentant les plus fortes fluctuations du niveau d’oxygène entre jour et nuit sont beaucoup plus susceptibles de contracter Dermo. De plus, la maladie se propage plus vigoureusement dans ces régions. «Nous avons constaté qu'une exposition quotidienne à une faible teneur en oxygène dissous pouvait dans certains cas doubler, voire tripler, le taux d'acquisition de Dermo», explique-t-elle. "Cela a également conduit à des infections plus graves et à une réduction du taux de croissance des huîtres."
Les chercheurs savaient que le parasite se développait dans des conditions de température et de salinité élevées, mais c’est la première preuve des effets des faibles concentrations nocturnes en oxygène sur la prévalence de la maladie. Breitburg a commencé ses recherches par des expériences sur le terrain dans des zones où Dermo existait déjà. Elle a suspendu des centaines d'huîtres - certaines infectées, d'autres non - dans l'eau sur 14 sites. Au bout de quatre mois, elle a découvert que, chaque fois que le manque d'oxygène nocturne était extrême, 100% de ses huîtres non infectées avaient contracté le parasite. Chez les huîtres précédemment infectées, la maladie a progressé à des niveaux plus intenses dans les sites à faible teneur en oxygène et à forte salinité.
Dans le laboratoire de Breitburg, une cuve à huîtres, surnommée la chambre de la Mortalité de l'oxygène dissous (DOOM), imite les fluctuations jour-nuit que subissent les huîtres dans les eaux peu profondes de la baie. (Smithsonian Environmental Research Center) De retour à la wetlab du Smithsonian Environmental Research Center, Breitburg a mis au point une expérience contrôlée connue sous le nom de «salle de la DOOM» pour la mortalité de l'huître en oxygène dissous. Là, elle a exposé les huîtres à différents niveaux d'oxygène cyclique pour imiter les fluctuations jour-nuit observées sur le terrain. Au cours de la première année de l'expérience, les jeunes huîtres exposées à une faible teneur en oxygène étaient presque trois fois plus susceptibles d'être infectées par le parasite que leurs homologues exposées à une oxygénation toujours saine.
Elle n'est pas encore sûre de ce qui se passe. Les animaux étaient peut-être plus stressés - la façon dont un stresseur chronique rend les gens plus vulnérables à la maladie. Ce qu'elle peut dire, cependant, c'est que leurs habitudes alimentaires ont changé. Lorsque les niveaux d'oxygène ont diminué, les huîtres ont ralenti, se sont refermées et ont cessé de se nourrir. Mais quand les niveaux d'oxygène sont revenus, ils sont tous partis, parfois en mangeant plus qu'ils n'auraient eu s'ils n'avaient pas passé des heures à «retenir leur souffle».
«Ils n'essayent probablement pas de rattraper les opportunités d'alimentation perdues», dit Breitburg. «Nous pensons qu'ils remboursent probablement leur dette en oxygène. Mais une huître utilise ses branchies à la fois pour s'alimenter et pour se procurer de l'oxygène, si bien que le mouvement accru de l'eau sur les branchies se traduit par une augmentation de l'alimentation. "
Breitburg pense que l'augmentation du nombre de repas diurnes suggère que, plutôt que d'éviter les zones où la nuit présente une faible concentration nocturne en oxygène, des projets de restauration d'huîtres pourraient vouloir les rechercher. Les conditions peuvent les rendre plus vulnérables aux maladies, mais cela les rend également plus efficaces pour filtrer l'eau pendant la journée lorsque le phytoplancton se développe.
Étant donné que Dermo peut mettre plusieurs années à tuer une huître, les mollusques peuvent disposer de suffisamment de temps pour nettoyer l'eau et faire pencher la balance en leur faveur.
«Ce type d'hypoxie (faible teneur en oxygène) est particulièrement répandu dans les eaux très peu profondes», explique Breitburg. «Tous nos travaux ont été réalisés à moins de deux mètres, à une profondeur où la filtration des huîtres pourrait potentiellement atteindre toute la colonne d'eau. Si vous sortez quelques huîtres dans ces conditions, elles ne feront pas beaucoup pour modifier la quantité de phytoplancton dans l'eau et la quantité d'hypoxie qui se développe. Mais si vous dépassez suffisamment d'huîtres pour filtrer l'eau, réduisant ainsi la biomasse phytoplanctonique, elles pourraient peut-être modifier la qualité de l'eau si les conditions sont nuisibles à des conditions qui ne le sont plus. Cela peut aider à orienter l'ampleur de la restauration nécessaire à la fois pour produire des populations d'huîtres durables et pour améliorer la qualité de l'eau. ”
La technicienne Rebecca Burrell écope une huître pour analyse. (Laboratoire d'écologie marine du Smithsonian Environmental Research Center)
