La bioérosion récifale

par Mireille Peyrot-Clausade

L’édification des récifs coralliens est accompagnée d’un phénomène concomitant de destruction par des processus physiques, chimiques et biologiques. La structure et l'architecture des récifs  apparaissent comme le résultat de l’interaction entre la croissance récifale et l’érosion. La présence sur les récifs actuels de platiers érodés, de blocs erratiques, de sédiments bioclastiques montre que les processus de destruction agissent continuellement et affectent la croissance des récifs.

Le terme bioérosion a été employé pour la première fois par Neumann(1966) pour désigner l'action des organismes attaquant les substrats calcaires. La bioérosion est donc une dégradation induite par l'activité d’organismes végétaux et animaux qui perforent le substrat ou en érodent la surface

Les agents d’érosion agissent souvent en synergie. L’effet des cyclones est d’autant plus fort que les substrats ont été préalablement fragilisés par l’action des organismes érodeurs ; d’autre part, les cyclones entraînent la mort de certains coraux qui vont alors être soumis à l’action des érodeurs. Cette érosion a pour principale conséquence de libérer dans le milieu du CaCO₃ sous forme dissoute, utilisable à nouveau par les organismes constructeurs, et sous forme particulaire. Elle favorise ainsi la production de bioclastes alimentant la sédimentation récifale.

Deux processus interviennent dans la bioérosion, la dissolution chimique du substrat résultant de l’action de substances acides et l’abrasion mécanique du substrat. Les agents de la bioérosion peuvent êtres divisés en organismes perforants et organismes brouteurs

• Les bactéries et les cyanobactéries ou cyanophytes perforantes 

• Les algues perforantes, rhodophycées et chlorophycées

• Les chlorophycées

L’algue perforante Ostreobium quekettii est aisément visible dans le squelette des Porites vivant où elle forme une bande verte qui s’étend de 1 à 5mm en dessous de la zone des polypes. Cette algue colonise le corail vivant à partir d’une zone nécrosée et se développe en même temps que le corail croît pour pouvoir toujours recevoir l’éclairement minimum vital (0,1% de la lumière arrivant à la surface du corail). Dans la bande verte, plus de 25% du substrat peut être dissous par l’action de cette algue.

Dans les substrats morts, en plus de l'espèce dominante Ostreobium quekettii, on trouve une autre algue Pheophila dendroides qui est une espèce pionnière.

• Les rhodophycées

Un stade Conchocelis de Porphyra et Bangia est connu dans les coraux vivant dans des zones à éclairement réduit.

• Les champignons

 On les trouve pouvant former, au niveau du squelette, des stries noires en association avec Ostreobium quekettii. Ils pénètrent dans les pores du squelette à l’extrémité des faisceaux formés par les aiguilles d’aragonite.La possibilité pour les champignons d’utiliser la matière organique des squelettes carbonatés, en l'absence de lumière, leur donne un avantage sur les algues, celui de se développer à plus grande profondeur sur les récifs ou à l’intérieur des squelettes. Parce que les mycéliums sont très souvent semblables, il est nécessaire pour les identifier d’observer en cultures les organes reproducteurs. L’estimation de la bioérosion par les champignons est très difficile à réaliser ; à titre indicatif il a été compté de 167 à 195 filaments fongiques perforants par mm² dans le squelette des Porites sur les récifs de l'île de Mayotte.

• Les Mollusques 

Lithophages  perforant  un Porites vivant

Les mollusques bivalves perforants récifaux appartiennent principalement aux familles suivantes : Mytilidae, Pectinidae, Arcidae, Gastrochaenidae, Petricolidae et Tridacnidae.

Les perforations sont essentiellement le résultat de processus chimiques auxquels s’ajoute une érosion mécanique due à des mouvements de rotation et de va-et-vient vertical exercés par les mollusques dans leur cavité.

La plupart des espèces perfore le corail mort après fixation de leurs larves pélagiques dans une anfractuosité du corail mort, les mettant ainsi à l’abri des prédateurs. Mais certaines espèces possèdent des larves qui ne sont pas digérées par les enzymes des cavités gastrales des polypes ; elles peuvent alors se développer dans les coraux vivants.

Dans le lagon de Tikehau , quatre espèces prédominent .

Gastrochaenia dentifera	Gastrochaenia cuneiformis
Lithophaga nigra	Botula cinnamomea

• Les Sipunculides 

Les siponcles perforants sont parmi les organismes bioérodeurs les plus abondants.

Les principales espèces érodant les substrats coralliens appartiennent aux genres Phascolosoma, Aspidosiphon, Paraspidosiphon, Cloeosiphon, Lithacrosiphon et Themiste.. Les siponcles agissent par voie physique et chimique. Un grand nombre d’espèces possèdent un corps et une trompe armés de crochets, d'épines ou de papilles qui sont capables de pulvériser les parois des terriers. Les cavités produites sont caractérisées par une section ronde.

• Les Polychètes 

De nombreuses familles de Polychètes comprennent des espèces perforantes. Les plus importantes d’entres elles appartiennent aux familles des Spionidae, Dorvilleidae, Cirratulidae, Sabellidae, Eunicidae et Lumbrinereidae.

Le mécanisme de perforation des polychètes n’est pas très bien connu. Il semble que les Polydora (Famille des Spionidae) perforent à partir de d’une dissolution chimique du substrat ; ce procédé serait aussi utilisé par les Cirratulidae et les Sabellidae. En ce qui concerne les Eunicidae, Lumbriconereidae et les Dorvilleidae, leurs perforations résulteraient d'une activité mécanique ou abrasive liée à la présence de dents très développées.

• Les éponges perforantes 

Les éponges perforantes  appartiennent à la famille des Clionidae dont le genre le plus répandu est Cliona, et à la famille des Phloeodictyidae avec le genre Siphonodyction.

Les éponges perforantes perforent tout substrat calcaire par un mécanisme à la fois chimique et mécanique, libérant ainsi du calcaire particulaire et des éléments dissous. Elles ne sont visibles extérieurement que par la présence de papilles correspondant aux canaux inhalants et exhalants.

La plupart des Cliones creusent des cavités de quelques millimètres dont la forme peut être caractéristique . Ces cavités forment des chambres séparées entre elles par de minces cloisons de calcaire. Les galeries de Siphonodyction se reconnaissent grâce à leur structure bien particulière. Ce sont des cavités sphériques pouvant atteindre plusieurs centimètres de diamètre et qui sont reliées entre elles et à la surface par des tunnels.

Ils broutent le feutrage algal recouvrant les substrats morts, madréporaires et corallinacées et ingèrent donc du CaCO₃ qu’ils rejettent dans leurs fèces.

• Les poissons 

Les Scaridae et Acanthuridae sont les poissons les plus actifs dans la bioérosion externe des substrats. Leur appareil digestif est particulièrement bien adapté à l’ingestion des carbonates.

Les Scaridae possèdent des dents semblables au bec-de-perroquet pour racler le substrat, des dents pharyngeales qui agissent comme une meule pour écraser le calcaire et les algues ; ils sont cependant dépourvus d’estomac.

Les Acanthuridae disposent d'une dentition moins massive, mais aussi bien adaptée ; ils n’ont pas de dent pharyngeale, mais un estomac avec un gésier à parois épaisses.

•   Les échinides

Colobocentrotus	Heterocentrotus	Echinometra oblonga
Echinides de la crête algale de Tikehau

Les oursins broutent le feutrage algal à l’aide de leur lanterne d’Aristote ; certaines espèces, appartenant au genre Echinometra, arrivent à creuser des cupules profondes dans lesquelles ils se réfugient toute la journée.La crête algale de Tikehau est particulièrement érodée par les oursins Colobocentrotus, Heterocentrotus et Echinometra mathaei var oblonga)

• Les gastéropodes

Les gastéropodes brouteurs contribuent aussi à l’érosion des surfaces récifales. Ils érodent la surface à l’aide de leur radula qui est composée de crochets en calcite pure plus dure que l’aragonite ou la calcite magnésienne composant les substrats coralliens. 

Publications:

M    Peyrot-Clausade  , Le Campion-Alsumard T , Harmelin -Vivien M , Romano JC , Chazottes V  Le Campion J  et Pari N 1995. La bioérosion dans le cycle des carbonates : essais de quantification de ses processus en Polynésie Française .Bull Soc geol. France  66/1 : 83-92

M Peyrot-Clausade et V. Chazottes 2001. La bioérosion récifale et son rôle dans la sédimentogénèse : Moorea (Polynésie Française) et Trou d'Eau (île de la Réunion). Oceanis.