Les zostères, les bivalves et les malaïgues

En 2018, pendant l’été, l’étang de Berre a souffert d’une grosse crise dystrophique, avec grosse hypoxie quasi générale et localement quelques épisodes de malaïgue (le stade le plus grave, avec production de H2S et de NH3). Les zostères, encore rares début 2018 malgré une reconquête amorcée les années précédentes, ont beaucoup souffert de cette crise, avec une mortalité estimée à 50% sur la globalité de l’étang. Mais de grosses différences locales (0 à 100%…) méritent un article, et mériteraient une recherche scientifique…

Le cas (malheureusement) attendu de la mort des zostères de Vitrolles

La côte vitrollaise de l’étang de Berre est située au fond de l’étang de Vaïne (la partie nord-est de l’étang de Berre). Cette côte avait été le lieu du développement d’un grand herbier « non relique » (c’est à dire reparti de zéro après les « années noires », qui pour moi se terminent en 2005 avec la réduction des rejets EDF à 1,2 milliards de m3/an). On m’a informé de l’existence de cet herbier en 2012 (voir cet article) et je l’ai filmé en PMT (palmes/masque/tuba) en 2013 (vidéo ci-dessous) au moment où les taches qu’on distinguait encore en 2012 avaient fusionné en un grand herbier continu:

Après 2013, cet herbier situé au nord de la plage a continué à croître, et

  • un autre grand herbier s’est vite développé au sud de la plage dès 2014, en y atteignant peu à peu des profondeurs supérieures (jusqu’à -3m)
  • a commencé à coloniser la plage (très populaire et fréquentée) par quelques jeunes taches en 2016 (voir cet article).

Lors de la crise dystrophique de l’été 2018 le fond de l’étang de Vaïne où se trouvait cet herbier a été victime d’un épisode de malaïgue, qu’on repère par le fait que les eaux deviennent blanches. On le voit dans l’image satellite ci-dessous (tiré de cet article du site du GIPREB, la flèche rouge indique le lieu de l’herbier). On remarquera aussi que l’anse de Saint-Chamas au nord-ouest de l’étang ne semble pas très en forme non plus…)

En 2019 j’ai pu constater que, comme on l’attendait, les zostères de Vitrolles sont mortes. C’est ce que je l’ai filmé en 2019 dans la vidéo ci-dessous, qui cherchait à refaire le film de 2013. Quasiment plus aucune feuille n’était visible, les mattes se délitaient en laissant apparaître des rhizomes qui donnaient l’impression d’avoir été cramés chimiquement, comme par un herbicide. J’ai estimé la mort des zostères à 99% car on remarque, à la toute fin de le vidéo, quelques zostères très rases. Elles correspondent à des taches jeunes près de la plage, comme si leur jeunesse les avait protégées. Les gracilaires (les algues buissonnantes de la vidéo) ont clairement bien mieux résisté.

Ailleurs dans l’étang de Berre, d’autres zostères, parfois jeunes et en taches encore éparses, ont subi le même sort que le grand herbier de Vitrolles : mortes comme cramées à l’herbicide. C’est le cas, pour celles que je suivais de près, des zostères de Monteau (côte ouest de l’étang, au nord d’Istres) ou de l’anse de Ferrières à Martigues. Pour ce dernier lieu, j’espérais qu’il soit moins touché, puisqu’il est situé juste au nord du canal de Caronte (la communication de l’étang avec la mer), mais c’était malheureusement aussi un lieu où s’échouent souvent les ulves dérivantes, et je suppose que ça explique sans doute qu’il ait été particulièrement touché (mort des moules, disparition totale du codium etc…).

Mais ailleurs encore d’autres zostères n’ont pas subi le même sort…

Le contre-exemple des zostères de l’anse de Saint-Chamas

J’ai découvert les zostères de Saint-Chamas également en 2013 (voir cet article). L’herbier était beaucoup plus petit que celui de Vitrolles avec une seule tache assez grande (50 m2). Entre 2013 et 2018, le développement a été régulier mais lent. En 2018 la zone a été clairement touchée par la malaïgue, comme on le voit sur la photo satellite ci-dessous (tiré de cet article du site de France 3, la flèche rouge indique le lieu de l’herbier) :

Étonnamment ces zostères ne sont pas mortes lors de l’été 2018, et donc ont survécu à l’épisode de malaïgue du 26 août. Et même ce sont les seules qui, à ma connaissance, n’ont présenté aucune trace de dégradation. Je m’en étais étonné dans cet article de mai 2019, et j’ai estimé leur taux de survie à 100% (voir cet autre article).

En 2020, ces zostères pètent toujours la forme, comme on peut le voir sur la vidéo ci-dessous, que le lecteur très motivé pourra comparer aux images d’octobre 2017 de cet article.

En plongée, on voit des zostères saines et quelques très jeunes plants : l’herbier se développe.

bord d’une tache, les rhizomes progressent lentement (mais sainement!)…
jeune plant près du poteau d’un ancien ponton
L’environnement autour des taches est extrêmement homogène : très vaseux avec en surface des « pompons roses » (supposés être des Callithamnion corymbosum) et dans le sédiment (très vaseux) on aperçoit des bivalves filtreurs, que j’ai identifié comme les moules « chinoises » Arcuatula senhousia

En conclusion pour les zostères de l’anse de Saint-Chamas, on a un herbier qui se développe lentement, sur un fond très vaseux, avec pour seuls voisins, mais en très grand nombre, des moules chinoises Arcuatula senhousia et des algues rouges Callithamnion corymbosum.

Des cycles de l’azote et du soufre localement perturbés

Les « eaux blanches » liées aux malaïgues sont étrangement peu documentées sur Internet. Du coup j’ai eu plus d’infos sur les sites liés à l’aquariophilie (par ex celui-ci) qui en valent bien d’autres…

Localement on a eu une perturbation du cycle de l’azote :

  • imaginons au départ un gros développement d’ulves (algues vertes) qui sont arrachées et viennent s’accumuler et mourir au fond d’une anse
  • la dégradation de ces algues provoque un pic d’ammonium (NH4+) dans l’eau,
  • si localement le pH est basique, alors les ions ammonium se transforment en ammoniac (NH3) qui peut dégazer (sortir de l’eau de l’étang pour partir dans l’atmosphère), mais est entre-temps très toxique pour le milieu aquatique (les poissons surtout). Je pense que le cas est arrivé dans certaines parties de l’étang lors de l’été 2018.
  • si le pH est suffisamment basique, l’ammonium reste dissous, mais provoque rapidement un bloom bactérien, qui le consomme et le transforme en nitrites (NO2), c’est ce bloom bactérien qui rendrait les eaux blanchâtres.
  • Du coup, il peut y avoir un pic de nitrite, qui est également toxique pour la vie aquatique.
  • Normalement les nitrites NO2 finissent par être transformées en nitrates par d’autres bactéries mais cela peut prendre un certain temps et dépend de la présence d’oxygène. En milieu hypoxique voire anoxique, cette étape peut prendre du temps.
  • s’il y a suffisamment de lumière et d’oxygène, les nitrates sont normalement consommés par les plantes, mais en milieu anoxique, on assiste au phénomène de dénitrification, où les nitrates sont réduits en azote gazeux N2 par différentes étapes (qui produisent NO2, NO ou N2O…). Ça a pu arriver même si j’y crois moins.

Et on a eu aussi une perturbation du cycle du soufre :

  • on part toujours de notre gros stock d’ulves
  • la dégradation des ulves provoque un pic de sulfates SO42-
  • en conditions aérobies, les plantes locales réutilisent directement ces ions, mais en conditions anaérobies (anoxique) des bactéries utiliseront les sulfates pour respirer et (après quelques étapes) on aboutit à du H2S, très toxique en milieu aquatique, et qui se dégaze en partie (part dans l’atmosphère).

En conclusion pour cette partie, les zostères de Vitrolles peuvent avoir été cramées au sulfure d’hydrogène (H2S), qu’on accuse le plus souvent, mais aussi à l’ammoniac (NH3) ou aux nitrites (NO2), sans exclure d’autres substances auxquelles je n’ai pas pensé. Les zostères de l’anse de Saint-Chamas auraient, elles, résisté aux attaques chimiques…

De petits bivalves comme explication possible d’une meilleure résistance

En 2016, le Pole Lagunes Méditerranéenne a publié un article sur un travail de recherche sur l’étang de Thau. Il s’agissait de comprendre la symbiose entre 3 types d’organismes : les zostères, de petits bivalves (les Loripes lucinalis) et des bactéries contenues dans les branchies de ces bivalves. Cette symbiose permet aux zostères d’éviter d’avoir leur racines cramées par le H2S. L’article est celui-ci et j’en ai tiré l’image ci-dessous:

Explication de la symbiose : les zostères retiennent les sédiments mais aussi les matières organiques, dont la décomposition produit des sulfates, le sédiment entourant les zostères est anoxique et les bactéries entourant les racines des zostères consomment ces sulfates et produisent du H2S, heureusement des bivalves Loripes lucinalis ne sont pas loin et dans leurs branchies, d’autres bactéries font l’inverse. Les sulfates formés dans les branchies sont rejetés dans l’eau par le siphon. Les bivalves bénéficient de l’oxygène apporté par les zostères

Les Loripes lucinalis sont présent dans l’étang de Berre, comme en témoigne cette récente discussion du forum du site DORIS.

Une explication possible à la différence entre la résistance des zostères de Saint-Chamas et celles de Vitrolles est donc la suivante :

  • les zostères de Vitrolles n’ont pas formé ce type de symbiose, ont poussé plus vite… mais sont mortes en 2018 brûlées au H2S,
  • les zostères de Saint-Chamas ont formé ce genre de symbiose, sans doute parce que leur environnement l’exigeait, ce qui a ralenti leur croissance… mais leur a permis de survivre à la crise de 2018 en étant moins soumises au H2S.

En 2016, j’avais contacté le chercheur (Matthijs van der Geest) à venir sur l’étang de Berre voir si nos zostères formaient parfois ce type de symbiose. Cela n’avait pu se faire. J’avais pu lui envoyer une photo de sédiment extrait d’une natte de zostères de Figuerolles. Il avait cru voir des lucinides, mais ça s’était arrêté là…

Il semblerait opportun de vérifier cette hypothèse. Cela dépasse mes moyens d’amateur, mais cela rentrerait dans la mission scientifique du GIPREB… Je ne peux que le leur suggérer.

Si cette hypothèse n’est pas la bonne, place à l’imagination et à la transpiration des joies de la recherche ! Les moules chinoises, qui semblent également avoir bien résisté à la malaïgue de 2018, sont sans doute aussi pleines de secrets et de ressources…

Les relations ambiguës des zostères et des moules chinoises

Dans l’article du wikipedia anglophone sur la moule chinoise Arcuatula senhousia (celui-ci), on peut lire (traduction par DeepL):

Arcuatula senhousia partage son habitat avec la zostère marine (Zostera marina) dans de nombreuses zones qu’elle a envahi. Il a été démontré que la présence de la moule affecte la croissance des rhizomes de la zostère marine. Cela diminue la capacité des parcelles établies à se propager. La moule asiatique a eu l’effet le plus néfaste sur la croissance des rhizomes dans les zones où la zostère marine était clairsemée et éparse. C’est une source d’inquiétude pour les défenseurs de l’environnement, car les herbiers de zostères sont déjà dégradés et clairsemés par les forces anthropiques. La présence d’Arcuatula senhousia ne peut qu’aggraver la situation.
L’article scientifique auquel Wikipedia fait référence pour cette partie est celui-ci.

La présence des moules chinoises est très nette autour des taches de zostères naines de l’anse de Saint-Chamas. Elle explique peut-être la lenteur des zostères à s’y étendre, mais l’extension n’a pas été empêchée. On doit noter que nous avons ici des zostères naines et non des zostères marines. Les moules chinoises ont également bien résisté à la malaïgue. La littérature ne semble pas parler dans leur cas de symbiose avec des bactéries pouvant consommer les H2S, mais on ne trouve pas le contraire non plus. La relation des moules chinoises avec les zostères (naines dans notre cas) n’est peut-être pas si négative si on attend assez longtemps…
Rajout du 6 juillet : après communication avec le chercheur (Thorsten Reusch), la densité relativement faible (visible sur la photo) des moules chinoises autour des zostères de l’anse de Saint-Chamas peut expliquer que la cohabitation soit possible, voire même positive (fertilisation des zostères par les moules). Son article le mentionne (ce qui m’avait échappé…)

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