Le photographe David Liittschwager a lentement fait de la plongée en apnée à travers un corail déchiqueté dans un lagon peu profond de l'île de Mo'ore'a, à 16 km de Tahiti. Des émeutes colorées de poissons tropicaux se sont dispersées à son approche. Les anémones de mer ont sauté dans le courant Liittschwager tenait un cube d'un pied de large fabriqué à partir de tuyaux en plastique verts à côtés ouverts. C'était un cube de sa propre invention.
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Quelque part dans cette lagune grouillante, il trouverait exactement le bon endroit pour placer son cube. L'endroit idéal où un maximum d'espèces traverseraient ce pied cube en un jour et une nuit.
Et si vous passiez au crible chaque dernier petit organisme vivant ou traversant un pied cube d’espace en une journée? Sur un récif de corail? Dans une forêt? Combien d'espèces trouverez-vous?
C'est la question à laquelle Liittschwager voulait répondre - et photographier. Il a eu l'idée d'un biocube; sa norme proposée pour l’échantillonnage de la biodiversité. Un cube de 12 pouces qu’il placerait au même endroit et qu’il observerait assez longtemps pour en répertorier tout le contenu. Il a commencé le Mo'ore'a, mais a depuis lors introduit sa méthode de biocube dans de nombreux endroits du monde.
Lorsque des centaines de scientifiques du monde entier se sont rendus à Mo'ore'a pour tenter de documenter toutes les espèces hébergées par ce paradis tropical luxuriant. Ils ont passé cinq ans et ont proposé environ 3 500 espèces. Mais ensuite, Liittschwager est arrivé en 2009 avec son premier biocube et en a découvert 22 autres qu’ils avaient manqués - dans un seul pied cube d’espace.
Periphylla sp., méduse, Davidson Seamount West, au large de la Californie. (David Liittschwager) 
Pantachagon Haeckeli, méduse, Davidson Seamount West, au large de la Californie (David Liittschwager) 
Cyerce nigricans, limace de mer Sacaglossan, récif de phare, Moorea, Polynésie française (David Liittschwager) 
Néocirrhites armatus, Poisson-flamme flamme, Récif de Tamae, Mo'ore'a, Polynésie française (David Liittschwager) 
Trapezia speciosa, crabe de garde, récif Tamae, Moorea, Polynésie française (David Liittschwager) «Oui, c'est en fait une belle petite histoire», dit Liittschwager. «Cela est né d'une conversation entre moi et ma partenaire, Suzie Rashkis. J'essaie juste de comprendre, si vous voulez montrer à quel point la vie peut se produire dans un petit endroit, comment faites-vous? C'est un exercice pour définir des limites. "
Il a photographié plus de 350 espèces uniques à partir de ce pied cube d'espace dans le lagon et ne s'est arrêté que parce qu'il était à court de temps après avoir prolongé une expédition de deux semaines à un mois. "Nous pensons qu'il y avait environ mille espèces", dit-il.
Les scientifiques utilisent de nombreuses méthodes d'échantillonnage différentes pour examiner la répartition de la vie sur Terre, mais l'approche de Liittschwager est unique. En travaillant avec Christopher Meyer, chercheur en zoologie au Musée national d'histoire naturelle du Smithsonian, il est parvenu à une méthode d'exploration qui sert à la fois l'art et la science tout en étant à la fois extrêmement étroite et large.
Au lieu de parcourir une vaste zone à la recherche de tous les escargots, de tous les oiseaux, etc., Liittschwager et Meyer limitent leurs observations au cube, photographiant, comptant et répertoriant toutes les formes de vie visibles de toute branche du règne animal, mais seulement dans les limites de ce qui traverse le seul pied cube au cours d’une période de 24 heures.
Et il leur manque peut-être encore certaines des plus petites créatures, car les microscopes sont rarement utilisés en raison du volume de travail qui compte déjà les animaux déjà visibles à l'œil nu. Ils ont utilisé leur méthode dans le monde entier, de l'Afrique du Sud au Belize, en passant par le National Mall, à Washington, DC. Les biocubes peuvent être utilisés sur terre, sur l'eau ou même dans les airs.
Un biocube placé sur le récif Tamae au large de l'île de Mo'ore'a dans le Pacifique. (David Liittschwager) Les emplacements exacts pour les biocubes sont choisis avec soin. «Si vous étiez un étranger à la recherche de la vie sur Terre et que c'était votre seul endroit où vous pourriez l'utiliser, où le mettriez-vous pour détecter de nombreuses formes de vie?», Demande Meyer. «Mais si vous alliez le faire de manière plus statistique, serait-ce plus aléatoire? Cela dépend de vos objectifs. L'objectif de David est de capter le plus possible en caméra, nous avons donc passé du temps à chercher un endroit qui va être renversant. "
Les collaborateurs admettent que la taille est légèrement arbitraire. «Un pied cube est apparu simplement parce que sa taille est bien connue des Américains», a déclaré Liittschwager, ajoutant que le système métrique présentait des problèmes de taille.
"Un mètre cube serait une taille d'échantillon ingérable", dit-il. Les 7, 48 gallons d'eau dans un pied cube sont gérables par rapport aux 220 gallons dans un mètre cube. «Vous pouvez gérer sept gallons d'eau. Vous pouvez le prendre. Dans une unité de mesure familière et reconnaissable. »Les enquêtes sur l’ensemble d’une catégorie de vie donnée dans une zone donnée sont courantes. Les scientifiques peuvent indexer toutes les plantes ou tous les insectes dans un cercle de quatre pieds, par exemple. Mais l’approche biocube offre l’objectif de tout identifier.
Les photographies de Liittschwager sont souvent à couper le souffle. Dans de nombreux cas, il est probablement le premier photographe à avoir tenté de prendre une image artistique de son espèce. «Il parvient à obtenir de la personnalité à partir de ces créatures, même un ver plat!», Déclare Meyer. «Il met des visages sur les noms et je mets des noms sur les visages. Une exposition intitulée "La vie dans un pied cube" de l'œuvre de Liittschwager est présentée au Muséum national d'histoire naturelle de Washington, DC, à compter du 4 mars 2016.
Les visiteurs verront les photographies de Liittschwager ainsi que des modèles d'équipement utilisés pour installer et analyser les biocubes. Les vidéos montreront leurs processus.
Les élèves retirent des échantillons prélevés dans un biocube en Californie. (David Liittschwager) 
Un monde dans un pied cubique: Portraits de la biodiversité
Douze pouces sur douze pouces, le pied cube est une unité de mesure relativement minuscule par rapport au monde entier. À chaque pas, nous perturbons et traversons pied après pied cube. Mais observez le pied cube dans la nature - des récifs coralliens aux forêts nuageuses en passant par les mares de marée - même dans cet espace limité, vous pouvez voir la multitude de créatures qui composent un écosystème dynamique.
AcheterTandis que n'importe quel endroit sauvage abrite probablement des centaines d'espèces dans un pied cube, il y a eu quelques déceptions. «Un gars en a fait une dans un champ de maïs dans le Midwest et n’a trouvé que six espèces», dit Meyer. L'utilisation intensive d'herbicides et de pesticides a délibérément transformé l'habitat en une terre en friche pour tout sauf du maïs (ce qui peut entraîner des problèmes pour la santé du sol).
«Pour cette exposition, nous avons essayé de regarder autour du National Mall pour montrer à tout le monde qu'il n'était pas nécessaire d'aller dans ces endroits tropicaux isolés pour retrouver la biodiversité. . . . donc nous sommes sur le centre commercial mais tout est tellement géré ici. »La biodiversité était trop basse pour prendre la peine de photographier.
En revanche, les résultats n’ont pas été aussi mauvais à Central Park à New York. Dans le nord de l’Etat, ils ont trouvé une biodiversité encore plus élevée dans une rivière près de Rochester. La rivière Duck au Tennessee a fourni l'une des plus grande biodiversité en Amérique du Nord. Vous n'avez pas besoin d'aller jusqu'à un récif de corail ou une forêt tropicale pour trouver la diversité dans un pied carré.
Liittschwager et Meyer commencent généralement par observer à distance (ou à l'aide d'une caméra vidéo) les créatures facilement visibles qui entrent et sortent d'un biocube installé sur la terre ou dans l'eau: oiseaux, poissons, mammifères et amphibiens. «Les vertébrés sont très mobiles», déclare Meyer. La plupart d'entre eux partiront avant qu'un échantillon de sol, de corail ou de substrat de fond d'une rivière puisse être retiré. Des exemples de ces espèces seront obtenus auprès de spécialistes (tels que des ornithologues qui bagueraient déjà des oiseaux pour leurs propres recherches) afin d'être photographiés avant leur diffusion. Même les petites espèces qui restent à trier dans une tasse sur une table peuvent présenter des défis énormes alors que Liittschwager tente de les documenter.
"Je veux dire que vous calculez l'accélération, l'athlétisme de certaines petites créatures, la vitesse à laquelle elles peuvent se déplacer sur le cadre [de la caméra] dépasse de loin les grandes créatures", explique Liittschwager. «Un petit collembole peut traverser le cadre dix fois plus vite qu'un guépard. Aller cent fois la longueur de votre corps en un dixième de seconde? C'est une vitesse que rien de plus grand ne peut faire. "
Une fois que la phase de collecte commence, le timing devient essentiel. L'écosystème n'arrête pas de fonctionner simplement parce qu'il a été transporté dans un laboratoire de terrain. «Habituellement, il y a un tas de gobelets parce que vous voulez vous séparer les uns des autres pour qu'ils ne se disputent pas», explique Meyer. De nombreux sujets essaient encore de se manger les uns les autres. «Le jour où nous extrayons le pied cube, nous savons que l'effort sera de trois ou quatre jours. Nous savons ce dont les différents animaux ont besoin. Sont-ils durables? Vous pouvez donc définir en priorité ceux qui nécessitent des gants de protection et une attention rapide. »Les insectes reçoivent un chiffon humide pour les maintenir hydratés. Certains crabes, petites pieuvres et escargots aquatiques peuvent nécessiter des changements d'eau fréquents pour rester en bonne santé.
La méthodologie du biocube peut devenir plus qu'un véhicule d'art. Meyer et la Smithsonian Institution s'emploient à mettre au point un système en ligne permettant de saisir, de partager et de suivre le contenu des biocubes du monde entier.
«Ce sont l'équivalent biologique des stations météorologiques», explique Meyer. «Smithsonian est en fait l'organisation qui a fondé le Service météorologique national.» En 1849, Smithsonian a commencé à fournir des instruments météorologiques aux sociétés de télégraphe pour établir un réseau d'observation. Les rapports ont été renvoyés à Smithsonian par télégraphe, où des cartes météorologiques ont été créées. «Nous avons maintenant la technologie pour faire la même chose avec des données biologiques», a déclaré Meyer. «Ces biocubes sont de petits moniteurs biologiques. De la même manière que le service météorologique a mis cela à la disposition du monde, nous pouvons faire la même chose. "
Pendant ce temps, le Natural History Museum a mis en place une expérience en ligne à travers Q? Rius, un programme éducatif primé, pour encourager les enseignants, les étudiants et les personnes curieuses de tout âge à explorer leurs propres biocubes dans leur propre cour.
"C'est vraiment excitant. On ne s'ennuie jamais », déclare Meyer. Que votre jardin se trouve à Rochester ou en Afrique du Sud. "Vous allez voir quelque chose de différent à chaque fois."
Au lieu que les futures collections du Musée soient basées sur un groupe taxonomique, Meyer envisage de créer une bibliothèque de données de biocube que les futurs scientifiques pourront examiner. «Nous devons repenser notre façon de traiter les collections. Comment savons-nous à quoi ressemblaient les écosystèmes du passé? De cette façon, nous capturons des communautés entières. Il y a de grands changements à l'horizon.
«La vie en un pied cube» est présenté au Musée national d'histoire naturelle de Washington, DC, à compter du 4 mars et tout au long de l'année. Les éducateurs et les étudiants peuvent trouver plus d’informations sur le projet Biocube sur Q? Rius.
