Des chercheurs de WHOI testent une technologie avancée dans STJ

Les chercheurs marins de l’UVI Paul Jobsis (extrême gauche) et Marilyn Brandt (extrême droite) rejoignent les chercheurs de l’OMS Amy Apprill, Aran Mooney, Weifeng “Gordon” Zhang et Yogesh “Yogi” Girdhar. (Photo par Amy H. Roberts)

Des robots sous-marins qui utilisent l’apprentissage automatique pour apprendre à penser comme un plongeur explorant un récif corallien.

Des modèles informatiques qui détectent les marées et les courants tourbillonnants qui peuvent montrer pourquoi la vie marine prospère à un certain endroit et pas ailleurs.

Des appareils d’écoute sous-marins qui détectent les sons de récifs sains alertent les scientifiques lorsque la vie marine est menacée.

Ce ne sont là que quelques-unes des technologies de pointe qui ont été testées dans les eaux de St. John’s il y a quelques semaines par des chercheurs de la Woods Hole Oceanographic Institution, mieux connue sous le nom de WHOI.

Une équipe de 21 scientifiques et étudiants de l’Organisation mondiale de la santé était basée au laboratoire marin de l’Université des îles Vierges à Lameshur Bay, St. John’s. Construit à l’origine dans les années 1960, le laboratoire fait maintenant partie de VIERS – la station de recherche éducative des îles Vierges – un centre de conférence rustique permettant aux jeunes de se renseigner sur l’environnement et aux scientifiques marins de faire un travail sérieux.

La plupart des installations de VIERS ont été détruites par l’ouragan Irma en 2017, mais l’ancien laboratoire marin, reconstruit en 2006 par l’Université des îles Vierges et la National Science Foundation, est toujours debout.

Il bourdonnait d’activité début novembre lorsque les chercheurs ont utilisé les eaux tropicales relativement calmes pour voir ce que leur appareil pouvait faire.

Parmi eux se trouvait l’écologiste microbienne Amy Apprill, responsable du groupe Reef Solutions de l’OMS, une initiative multidisciplinaire développant de nouvelles technologies pour surveiller la dynamique et la santé des récifs, ainsi que des outils d’intervention. Alors que les récifs coralliens du monde meurent à un rythme alarmant, cette initiative vise à protéger les écosystèmes récifaux des effets du changement climatique et, avec un peu de chance et de science, même à inverser certains des dommages.

Aran Muni montre un conteneur avec des larves de corail. (Photo par Amy H. Roberts)

Aran Mooney, dont le travail a été présenté dans The Source en novembre dernier, est retourné sur l’île, perfectionnant des appareils d’écoute qui captaient les sons “crack, crackle and pop” de récifs sains – ainsi que le “hululement” aigu occasionnel d’une baleine à bosse qui passait.

Cette année, les chercheurs ont également analysé des échantillons d’eau de six sites Mooney du côté sud de St. John, en utilisant des seringues avec des filtres supplémentaires pour collecter les microbes.

Amy Apprill montre une seringue utilisée pour collecter des microbes marins sous les yeux d’Aran Muni. (Photo par Amy H. Roberts)

“Chaque habitat récifal a une signature microbienne unique”, a déclaré Apprill. “Nous pouvons regarder les microbes en utilisant des biomarqueurs moléculaires pour dire de quelle espèce ils sont.”

Des biomarqueurs moléculaires sont en cours d’analyse pour trouver la cause de la maladie du dépérissement des tissus coralliens pierreux, une maladie qui décime les coraux cerveaux, les coraux étoilés et d’autres espèces clés de construction de récifs dans les îles Vierges depuis 2019.

Apprill et ses collègues de l’Université des îles Vierges étudient les microbes qui peuvent causer la mort des coraux et étudient de près une vingtaine d’agents pathogènes possibles. Avec 10 millions de microbes dans 20 gouttes d’eau, il est difficile de réduire les possibilités.

Pendant ce temps, la chimiste marine Colleen Hansel, qui a inventé DISCO, un outil permettant d’étudier de manière non invasive les marqueurs de stress corallien, testait un “mélange de vitamines” pour les coraux.

Hansel fait partie d’un groupe de scientifiques travaillant sur le développement de matériaux utilisés pour construire des récifs artificiels. Selon un communiqué de presse de l’Organisation mondiale de la santé, “l’objectif est de fournir des substrats de croissance immunitaires/favorisant la croissance aux larves qui atterrissent sur les récifs humides, ce qui rend les efforts de récupération plus efficaces”.

Jeff Coogan, ingénieur à l’Organisation mondiale de la santé, testait des carreaux de céramique (faits d’aragonite et d’oligo-métaux) pour faire pousser des coraux en laboratoire ou en mer. Les larves de corail aiment se développer le long des bords, c’est pourquoi des plaques avec des rainures de divers motifs ont été étudiées.

Pour déterminer quels matériaux et quels modèles fonctionnent le mieux, Nadège Aoki, étudiante diplômée d’un programme conjoint entre l’Organisation mondiale de la santé et le Massachusetts Institute of Technology, a utilisé un microscope pour identifier et compter les minuscules créatures qui poussent sur les assiettes.

Nadège Aoki regarde à travers un microscope pour trouver des larves de corail dans du matériel testé pour les récifs artificiels. (Photo par Amy H. Roberts)

Alors que certains chercheurs ont examiné l’image microscopique, d’autres ont pris une vue d’ensemble. Parmi eux se trouve Weifeng Gordon Zhang, qui étudie comment l’eau s’écoule autour des rochers.

Zhang a montré des exemples de modèles informatiques montrant comment la température, la salinité et les courants changent autour de Saint-Jean. Ses modèles montrent que l’eau de la côte nord a plus de salinité et de courants que du côté sud de l’île.

Weifeng “Gordon” Zhang explique comment les modèles informatiques peuvent suivre les fluctuations de température, de salinité et de courants. (Photo par Amy H. Roberts)

En 2021, des chercheurs ont ensemencé la côte sud de Saint-Jean avec des larves de corail et Zhang a enregistré leur schéma de distribution. Les données, combinées à la technologie de détection du paysage sonore des récifs de Mooney et à la recherche du meilleur substrat possible pour la croissance des coraux, peuvent amener les scientifiques à utiliser les meilleures conditions pour la croissance des coraux à l’état sauvage.

Les informations pourraient également permettre de comprendre comment les maladies des coraux se propagent ou pourquoi les algues sargasses s’accumulent sur certaines plages.

Le meilleur appareil testé – du moins du point de vue du grand public – est peut-être un robot sous-marin connu sous le nom de CUREE, qui signifie Curious Underwater Robot for Ecosystem Exploration.

CUREE est un robot sous-marin autonome. (Photo par Amy H. Roberts)

Yogesh “Yogi” Girdhar, informaticien à WHOI, a conçu le robot pour collecter les données visuelles des caméras de CUREE et les combiner avec les données des instruments d’Aran Muni pour trouver des modèles dans les habitats des récifs.

“CUREE est autonome – personne n’a besoin de le tester.” dit Girdar. Le robot a des capacités de suivi et peut suivre le poisson pendant longtemps, ce qu’il mange et où il va.

Yogesh “Yogi” Girdhar explique les nombreuses fonctionnalités du robot sous-marin CUREE. (Photo par Amy H. Roberts)

Le robot Girdhar essaie actuellement d’apprendre la bonne distance pour suivre les poissons et quand éteindre la batterie pour minimiser les perturbations de la vie marine et gagner du temps. CUREE peut fonctionner sans recharge.

L’appareil est en travaux. “Les récifs coralliens sont les écosystèmes les plus complexes”, a déclaré Girdhar. “L’objectif est de l’adapter pour étudier les animaux marins dans de multiples environnements”, puis de le préparer pour la production et la distribution dans le monde entier.

Toutes les recherches en cours bénéficient directement aux scientifiques marins travaillant localement à The Nature Conservancy et à l’Université des îles Vierges.

La chercheuse UVI Marilyn Brandt, qui se concentre sur les maladies des coraux, collabore avec Amy Apprill et Colleen Hansel pour administrer une subvention fédérale de 740 000 $ pour la récupération des ouragans afin d’étudier la croissance des coraux et de développer des techniques de résilience des récifs.

Une partie des travaux portera sur les récifs artificiels. “Ce n’est pas tant que les récifs artificiels doivent remplacer les récifs naturels, mais il y a un intérêt à connecter les récifs naturels pour commencer la réhabilitation et servir d’abris pendant qu’ils se remettent de choses comme les ouragans”, a déclaré Brandt. “Nous voulons créer des abris pour les poissons après la tempête.”

Cliquez ici pour une courte vidéo qui fournit plus d’informations sur la recherche sur les coraux de l’Organisation mondiale de la santé, y compris le déploiement d’un robot sous-marin.

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