À travers le projet Meiodyssea, des scientifiques de l’Ifremer en collaboration avec des équipes du JAMSTEC au Japon, du Naturalis Biodiversity Center aux Pays-Bas et du Muséum d’histoire naturelle Senckenberg en Allemagne, se lancent le défi de décrire en 3 ans, 125 à 200 nouvelles espèces de la méiofaune, des petits organismes de moins d’un millimètre nichés dans les sédiments, dans les 5 océans, grâce à une méthode originale. Combinant imagerie 3D haute résolution et intelligence artificielle (IA), ce projet ambitieux, financé par la Sasakawa Peace Foundation, vise à combler notre manque de connaissances sur la diversité, l’écologie et l’histoire évolutive de la faune marine invisible, pour faciliter la conservation des écosystèmes marins vulnérables.
Coordonné par l’Ifremer, ce projet se démarque par la méthode développée et par le nombre d’échantillons de sédiments qui seront analysés : déjà existants ou à collecter lors de prochaines campagnes océanographiques, ces échantillons proviendront de 1437 sites du globe. Cette nouvelle base de données couvrira tous les milieux marins, de la côte au large, en passant par les plaines abyssales et les fosses hadales, de quelques centimètres à plus de 6000 mètres de profondeur, depuis le cœur des eaux polaires jusqu’aux mers tropicales.
Un tour du monde des mers et des océans pour comprendre l’écologie des petits organismes
Sur les 2 millions d’espèces décrites à ce jour, seules 250 000 sont des espèces animales marines. Même sur les plages les plus connues, 50% des espèces échantillonnées en moyenne sont nouvelles. Et dans certains écosystèmes encore peu explorés, comme les grands fonds, 90 % de la méiofaune observée n’est pas décrite.
« Avec les 125 à 200 nouvelles espèces qui seront décrites pendant la durée du projet, nous allons augmenter d’environ 1/5ème le nombre de nouvelles espèces de la méiofaune décrites chaque année dans le monde. Cela nous aidera à mieux comprendre le rôle de ces espèces invisibles à l’œil nu dans le fonctionnement et la dynamique des écosystèmes marins, explique Daniela Zeppilli, responsable du projet Meiodyssea et responsable du laboratoire environnement profond à l’Ifremer.
Contrairement aux bactéries et aux virus unicellulaires, ces petits animaux possèdent des organes complexes et jouent un rôle dans la chaîne alimentaire d’organismes bien plus grands. Une partie des espèces de la méiofaune sont dites « sentinelles » : la présence de certains nématodes, de petits vers, est un indicateur par exemple de contamination chimique de l’environnement. Mieux connaitre la méiofaune et son rôle dans les écosystèmes permettra ainsi de mieux connaître l’impact des activités humaines sur l’océan. Sans oublier que ces espèces, qui sont capables de vivre dans des conditions extrêmes, constituent une source d’inspiration pour les biotechnologies.
Une base de données partagée avec la communauté mondiale de taxonomistes au service de la biodiversité
De ces milliers d’échantillons seront extraits des millions d’organismes qui devront être triés puis sélectionnés afin de détecter ceux jusqu’ici inconnus. Ces derniers seront décrits sous toutes les coutures, identifiés, annotés, mesurés et imagés en 3D pour visualiser l’ensemble de leurs structures morphologiques externes et internes avec une précision inédite. Leurs caractéristiques génétiques, protéomiques et fonctionnelles seront également passées au crible de séquenceurs.
L’ensemble de ces informations seront compilées dans une banque de données et d’images haute résolution 3D. Pour gagner en efficacité, les scientifiques entraîneront un logiciel d’intelligence artificielle à détecter, mesurer et décrire les caractéristiques morphologiques et morphométriques des nouvelles espèces.
« Grâce à l’acquisition d’instruments de pointe et au développement de cette nouvelle méthodologie, nous serons capables d’identifier les éventuelles nouvelles espèces présentes dans un échantillon en 15 minutes au lieu de plusieurs semaines, annonce la scientifique. Leur description complète devrait nous prendre quelques jours au lieu de plusieurs mois. Nous travaillerons donc mieux et plus vite ».
La banque de données et d’images massives sera accessible librement sur une plateforme virtuelle à partir de 2025. Les taxonomistes du monde entier pourront y consulter l’ensemble des informations sur les espèces qui les intéressent sans avoir à se déplacer.
« Le projet Meiodyssea marque un premier pas vers ce qu’on appelle la « cybertaxonomie » rendue possible grâce à l’évolution des nouvelles technologies. Nous souhaitons initier un mouvement vers une conservation des données plus sûre et vers une standardisation mondiale des méthodes et protocoles de taxonomie pour accélérer notre connaissance sur la biodiversité marine mondiale », conclut Daniela Zeppilli.
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