Définition et répartition des récifs coralliens

 

Les notions de récif et de récif corallien

• Ce sont des constructions édifiées par des êtres vivants: Il existe des récifs d’algues corallinnacées (Amérique du Sud, Cap vert), de mollusques (coquilles sondées de vermets en Floride) ou de vers polychètes (serpulides), mais la plupart des récifs sont édifiés par des coraux hermatypiques (cnidaires : surtout scléractiniaires et hydrocoralliaires) qui possèdent des algues microscopiques symbiotiques ( les zooxanthelles). Ils constituent l’infrastructure de base de l’écosystème (cf. les arbres de la mangrove).

• Ce sont des constructions solides et persistantes: Solides, car ils sont constitués par les parties dures du squelette. Persistantes, car ils résistent aux chocs après la mort des organismes (ex récifs de l’ère primaire, surélevés aériens); les interstices sont colmatés et soudés.

• Ils possèdent une topographie positive: Ils sont construits depuis le fond marin sur un substrat générateur dur et peuvent, ou non, affleurer à la surface des océans; ils constituent une hantise pour les marins.

• Ils ont un développement important: Parmi les plus grands récifs il faut citer La Grande Barrière Australienne, les récifs de Nouvelle Calédonie qui dépassent 2000 km de long et ceux de Mayotte.

• Ils sont capables de modifier les conditions écologiques du milieu: Ces modifications sont physiques, sur les mouvements de l’eau qu’ils arrêtent (houles, vagues), protégeant ainsi les littoraux. Ces modifications sont chimiques tant par l’utilisation des nutriments du milieu que par les déchets qu’ils produisent.

La distribution s’appréhende à différentes échelles spatiales.

Globalement les récifs sont répartis dans les zones où la température hivernale reste supérieure à 18°C.

• Rôle de la température : la température optimale est 22-28°C; le rôle des grands courants chauds et froids est donc important. La température minimale est de 18°C ce qui entraîne une distribution asymétrique sur les côtes Est de l’Atlantique et du Pacifique plus froides que les côtes Ouest. Il existe des seuils de tolérance, aux températures basses et hautes, variables suivant les espèces; ils agissent probablement sur la nutrition et la reproduction.

• Rôle de l’exondation : les coraux supportent mal les exondations donc il existe une relation étroite avec les marées. Mais là aussi il existe des différences entre les espèces, ainsi les coraux des Caraïbes sont rarement soumis à l’exondation et cette différence pourrait expliquer des différences de structures entre les récifs Indo-Pacifiques et ceux des Caraïbes. Des Basses Mers exceptionnelles peuvent avoir des effets catastrophiques.

• Rôle de la sédimentation : la variation spécifique très forte de la résistance (en rapport avec la sécrétion de mucus et les mouvements des cils) peut expliquer des zonations à l’échelle locale. Peu d’espèces sont localisées dans les zones turbides, sauf quelques espèces (Fungia, Trachyphyllia ...)

• Rôle de l’hydrodynamisme : il est étudié à différentes échelles spatiales avec le rôle des vents, courants et vagues

• Avec la profondeur le nombre d’espèces coralliennes diminue.

• Avec la profondeur le taux de recouvrement total diminue.

• Avec la profondeur le taux de croissance des espèces coralliennes diminue en rapport avec la diminution de lumière beaucoup plus qu’avec celles de l’oxygène et de la température.

• Elle est en relation avec la transparence de l’eau: la croissance est bonne jusqu’à une valeur de l’irradiance de 30 à 40 %, elle est maximum juste au-dessous de la surface de l’eau. Si l’irradiance est plus faible, certaines espèces comme Stylophora pistillata (Mer Rouge) peuvent se développer avec 1 % de lumière de surface; dans ce cas, ce sont alors de petites colonies et non des récifs

C’est la zone principale, avec une riche diversité. Elle comprend deux sous-régions:

• La sous-région orientale comprend la Mer Rouge, l’Océan Indien occidental et l’Océan Indien Oriental.

• La sous-région occidentale comprend le Pacifique tropical central avec la Malaisie, les Philippines et l’Indonésie dont les récifs sont très riches et divers. La Grande Barrière Australienne représente à elle seule 200 000 Km².

Le Pacifique Occidental avec ses nombreux archipels est aussi une zone à forte richesse, alors que le Pacifique oriental est nettement plus pauvre.

Elle ne représente que 1/20e de la zone Indo-Pacifique; la richesse et la diversité sont plus faibles; aucune espèce n’est commune aux deux zones.

Elle comprend principalement la région des Bermudes et les Caraïbes.

Les côtes du Brésil et de l’Afrique Occidentale sont pauvres en espèces et en individus.

La classification morphologique est due à Darwin: Récifs frangeants, Récifs barrières, Récifs Plate-forme, Atolls

Les récifs frangeants bordent une terre émergée. Ils sont assez étroits et récents. Ils peuvent être séparés de la côte par un chenal d’embarcation (appelé improprement " lagon " dans certaines îles).
Les récifs barrières  sont plus larges et plus éloignés de la côte. Ils sont séparés de la côte par un lagon qui peut être large de plusieurs milles et atteindre une profondeur de plusieurs dizaines de mètres. Des îlots sableux portant une végétation caractéristique peuvent se constituer sur une barrière. Ils sont interrompus au niveau de passes, qui correspondent à des rivières anciennes.
Les récifs plate-forme ou banc récifal sont des édifices en pleine mer.
Les atolls sont de grands récifs annulaires, situés au large, enserrant un lagon central. La partie émergée peut porter des accumulations sédimentaires, avec une végétation caractéristique (cocotiers).

Les différentes catégories de récifs présentent des zones homologues, dues à l’action des facteurs géomorphologiques dominants. Cette zonation est la plus complexe dans les atolls et les récifs barrières; elle comporte depuis le large une succession de biotopes hébergeant des flores et faunes caractéristiques.

• Le glacis correspond à une pente modérée en avant du récif, entre 30 et 50 m de profondeur, recouverte de coraux et de débris.

• La pente externe a une forte déclivité, elle est soumise à un fort hydrodynamisme. Sa partie supérieure comporte une alternance de crêtes ou éperons et de sillons couverts de blocs et débris. C’est une zone riche en coraux et algues calcaires.

• La crête récifale ou front est l’étroite zone de passage au platier; elle est souvent dominée par algues lithothamniées.

• Le platier externe est plus horizontal, encore soumis à un fort hydrodynamisme; les coraux y sont florissants.

• Le platier interne fait suite à la levée récifale détritique qui correspond à une zone de débris ou blocs, parfois importants, arrachés à la pente externe; il est horizontal; très variable (platier à alignements transversaux, compact, à madréporaires, à pâtés dispersés, à microatolls, à herbiers, ...); il peut porter des formations construites et/ou des débris sédimentaires.

• La pente interne a une déclivité qui raccorde le platier au lagon; elle est plus abritée; elle comporte moins de formations construites et elle est constituée surtout de débris coralliens grossiers puis fins.

• Le lagon est formé de sédiments meubles où on peut observer un gradient de sédiments d’origine terrigène en se rapprochant de la côte. Les formations coralliennes se répartissent en pâtés ou en pinacles coralliens; par ailleurs on peut trouver des dalles, correspondant à des récifs anciens.

• Les faciès variés peuvent héberger des herbiers, des champs de tumuli, des buissons de madréporaires,....

• Les passes sont des interruptions dans un récif; elles permettent la sortie des eaux du lagon et sont soumises à de forts courants (8 nœuds). Les peuplements d’espèces pélagiques y sont riches et quelques espèces benthiques (gorgones) s’accrochent sur leur substrat

Comme les autres écosystèmes, le fonctionnement des récifs est basé sur des chaînes trophiques complexes.

Les producteurs comprennent des groupes benthiques ( principalement les coraux et leurs zooxanthelles, les herbiers, les macro-algues et le microphytobenthos), mais aussi des groupes pélagiques comme le phytoplancton.

Les herbivores sont les consommateurs primaires; ils comprennent de nombreux mollusques, oursins et poissons.

Les consommateurs secondaires comprennent des organismes filtreurs comme des vers polychètes, des échinodermes,...des détritivores comme des crustacés ou des holothuries, enfin des carnivores comme des poissons ou des échinodermes (Acanthaster).

La structure des récifs dépend de phénomènes antagonistes de construction et de destruction.

Le corail est un polype vivant dans une coupe rigide composée de carbonate de calcium (calcite ou aragonite) qu'il sécrète lui-même. Tout comme ses frères et sœurs les méduses, les anémones, les pennes de mer et les millépores, il appartient à l'embranchement des cnidaires, dont le mode d'organisation est le plus simple de tous les animaux multicellulaires. Le polype possède un corps cylindrique et une bouche entourée d'un anneau de tentacules. En fait, à quelques différences près, il s'agit d'une anémone miniature.

Les coraux peuvent être solitaires (une seule coupe, un seul polype) ou coloniaux. Dans ce dernier cas, les coupes, contenant chacune un polype, se soudent les unes aux autres pour former une colonie qui comprend des milliers d'individus et peut s'étendre sur quelques mètres. Dans ce condominium sous-marin, les locataires bénéficient de plusieurs avantages écologiques en matière de protection, d'alimentation, de reproduction, de stabilité génétique et de respiration.

Les coraux hermatypiques qui sont ceux qui construisent les récifs contiennent des algues unicellulaires, les zooxanthelles , à des densités de l’ordre de 1 millions de cellules par cm². Ces algues ont besoin de lumière pour la photosynthèse. Elles utilisent alors le gaz carbonique dissous dans l’eau de mer, l’azote et le phosphore minéral pour fabriquer de la matière organique qui sera utilisée par le polype. En déplaçant l’équilibre des carbonates, elles facilitent la précipitation du carbonate de calcium, base du squelette des coraux (la calcification).

Les zooxanthelles éliminent rapidement l ’anhydride carbonique produit par le métabolisme des coraux et qui dissous le carbonate de calcium. Ainsi les zooxanthelles augmentent la production de calcaire qui peut-être dix fois supérieure à celles des coraux démunis d'algues.

Les cellules ectodermiques de la région basale du polype produisent des filaments chitineux extrêmement fins qui garnissent les vides situés entre le polype et le squelette. Les cristaux de calcaire croissent dans cette zone, dans une solution sursaturée en ions calcium de consistance gélatineuse.

Les remaniements sont permanents dans les constructions coralliennes, surtout dans les zones sédimentaires (bioturbation), par action d’enfouissement et/ou de nutrition d’organismes psammivores comme les holothuries. Les quantités de sédiment superficiel remaniées sont très importantes et contribuent à la circulation de l’oxygène et des nutriments.

Les récifs coralliens subissent de plein fouet la houle cyclonique. Le glacis et la pente externe sont particulièrement touchés. Les massifs coralliens brisés de la zone 0-30 m dévalent la pente en détruisant tout sur leur passage. C'est ainsi, qu'après les cyclones de 1983 en Polynésie Française, plus de 80 % des coraux de l'extérieur de l'atoll de Tikehau ont été détruits (Harmelin-Vivien & Stoddart, 1985).

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C'est l'ensemble des actions menées par des organismes marins (appelés microforeurs, macroforeurs et brouteurs) qui provoquent la dégradation du récif corallien.

L'érosion peut être d’origine biologique, physique ou chimique et ces facteurs agissent souvent en interaction, car des coraux fragilisés par une érosion d’origine biologique seront plus sensibles aux autres facteurs et réciproquement.

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