La stygobiologie, une nouvelle piste de recherche sur la biodiversité saharienne

Claude Boutin. Professeur au laboratoire d'écologie fonctionnelle (Ecolab), équipe de stygobiologie, université Paul Sabatier de Toulouse (France)

Il y a 6 ans, le professeur Claude Boutin participait au premier Symposium international sur la biodiversité faunistique dans les zones arides et semi-arides, organisé par l'université Kasdi Merbah de Ouargla.
Il avait alors parlé de l'eau souterraine saharienne, une mer d'eau fossile sous les sables du désert qu'il serait intéressant pour les chercheurs algériens d'étudier dans le contexte de la stygobiologie, la science qui s'intéresse à la diversité des espèces animales vivant dans les eaux souterraines.
Un thème de recherche possible dans les zones arides, selon le professeur Boutin, qui pense que l'attitude générale veut qu'on se concentre sur la biodiversité animale, les mammifères, les oiseaux, etc., alors qu'on oublie les animaux très petits non connus du public et qui n'existent pas en surface.
Le débat autour de l'exploitation du gaz de schiste a mis au jour, du moins pour le grand public, l'existence d'une mer d'eau sous le Sahara. La préservation, mais aussi l'étude, des caractéristiques de ce trésor passe aussi par la stygobiologie. Un domaine de recherche dont le Pr Claude Boutin a bien voulu nous parler.
D'où ce long et passionnant entretien que nous publions à l'occasion de la tenue de la 2e édition du Séminaire international sur la biodiversité faunistique en zones semi-arides qui se tient les 29 et 30 novembre à Ouargla.

Pouvez-vous nous expliquer ce qu'est la stygobiologie ?
Chacun sait que la biologie est l'étude des êtres vivants en général, c'est-à-dire des végétaux, des animaux (y compris l'homme) et des microbes… D'autre part, le Styx était chez les anciens un important fleuve souterrain, coulant dans une vaste grotte, qui séparait le monde des vivants de celui des morts.
Immédiatement après leur mort, les hommes, croyait-on à l'époque, devaient traverser entièrement ce fleuve dans une barque conduite par Charon, le «passeur», pour se rendre de l'autre côté, dans le royaume des morts, dont l'entrée était gardée par un chien féroce à trois têtes, nommé Cerbère.
Ce cerbère gardait donc les enfers (le royaume des morts), où une autre vie commençait et acceptait les nouveaux arrivants amenés par Charon.
Le Styx, c'était donc une grande masse d'eau souterraine et ce mot grec a conservé en français ou en anglais le sens d'eaux souterraines. La stygobiologie est donc l'étude de l'ensemble des organismes vivants qui peuplent les eaux souterraines.
Ces eaux souterraines, sur la planète Terre, sont principalement (mais pas uniquement) des eaux douces, donc des eaux continentales. Et comme sous terre il n'y a pas de lumière, la photosynthèse qui caractérise la plus grande partie du monde végétal est impossible, il en résulte que les organismes aquatiques souterrains sont essentiellement des animaux (et aussi divers microbes, notamment des bactéries, mais qui sont beaucoup moins connus que les animaux, en raison de leur petite taille).
Ces espèces appartiennent à un très grand nombre de groupes zoologiques, mais le plus important (par le nombre des espèces différentes) est celui des crustacés, et sous terre, dans les nappes phréatiques comme dans l'eau des grottes, on rencontre généralement des animaux qui ressemblent par exemple à des petites crevettes blanches ou incolores, aveugles car elles sont dépourvues d'yeux qui seraient totalement inutiles dans l'obscurité…
D'autres espèces animales très petites ressemblent plus aux micro-crustacés qu'on peut trouver dans le plancton des lacs, des rivières ou de la mer, mais ces espèces lorsqu'elles sont véritablement souterraines sont, sauf exception, incolores et sans yeux. Les stygobiologistes vont donc très souvent «à la pêche» pour capturer les animaux qu'ils vont étudier, dans l'eau des lacs ou rivières souterraines, et surtout dans celle des sources ou des puits qui sont alimentés par ces eaux souterraines par les nappes phréatiques.
Quelle est la relation entre ces espèces et les zones arides, le Sahara en particulier ?
Depuis ces dernières décades, on parle beaucoup de l'importance de la «biodiversité» et des dangers qui pèsent sur cette biodiversité. On signale des espèces animales qui disparaissent ou sont sérieusement menacées, comme les ours blancs ou les pandas… ou encore des populations de poissons qui disparaissent.
On a certes raison d'en parler et de tirer la sonnette d'alarme, mais on oublie bien souvent que la part la plus importante de la diversité animale est constituée par les espèces de petite taille qui vivent dans les sols ou sous les sols, parfois dans des grottes pour les espèces terrestres, ou dans les eaux souterraines et dans les océans pour les espèces aquatiques.
Ces espèces restent le plus souvent méconnues… alors qu'elles jouent un rôle important pour le maintien de la vie sur Terre.
Dans les zones arides comme le Sahara, on oublie généralement, lorsqu'on parle de la biodiversité, de prendre en compte ces espèces souterraines et particulièrement les espèces aquatiques, celles des eaux souterraines, qui sont plus nombreuses que celles des rares eaux de surface.
Les populations animales qui vivent dans l'eau des puits par exemple sont plus ou moins diversifiées, le nombre et la nature des espèces varient en fonction de la qualité de l'eau ou de sa pollution d'une station à l'autre d'une même région et aussi en fonction d'autres facteurs historiques, si on considère les puits de régions différentes.
Quelle est l'importance de l'étude de ces espèces invisibles ?
Les espèces terrestres qui vivent dans les sols sont un élément très important qui conditionne la texture et la fertilité des sols, de la même façon les espèces des eaux souterraines jouent un rôle important dans le maintien de la qualité des eaux souterraines, en participant aux réseaux trophiques qui permettent l'élimination des déchets et des proliférations bactériennes qui pourraient détériorer la qualité de l'eau.
Lorsque l'eau des puits est utilisée pour les animaux et plus encore pour l'homme, ce qui est fréquent dans les régions rurales non urbanisées, la santé des populations humaines dépend pour partie de sa qualité… et les stations les plus dangereuses peuvent souvent être reconnues par les espèces animales qui cohabitent dans les puits.
Par ailleurs, ces espèces d'eaux souterraines non seulement représentent (par leur nombre) une part importante de la diversité globale, mais leur connaissance présente parfois un intérêt exceptionnel, pour les géologues ou pour les scientifiques qui étudient les mécanismes de l'évolution biologique.
Vous avez parlé dans une de vos interventions de la découverte, en 1935, dans des puits artésiens de Oued Righ (du côté de Touggourt), des foraminifères vivants, un groupe uniquement marin, ce qui prouve selon vous que la mer était là en des temps reculés. Pouvez-vous nous en parler ?
Oui, bien sûr, il suffit pour cela de rappeler deux choses : depuis environ 540 millions d'années — date du début de l'ère primaire ou paléozoïque, début des temps fossilifères, époque où se sont déposés un peu partout, sur tous les continents recouverts par la mer, des terrains sédimentaires marins, calcaires grès ou argiles par exemple, contenant des restes d'animaux marins fossilisés qui vivaient à l'époque où les sédiments se déposaient au fond des mers — l'histoire de la Terre est une succession de transgressions marines (le niveau de la mer s'élevant et les mers recouvrant les zones marginales, puis des surfaces plus ou moins importantes de tous les continents), suivies par des régressions laissant sur les continents émergés des roches sédimentaires contenant des fossiles caractéristiques de l'époque où la mer recouvrait des territoires aujourd'hui émergés.
Ainsi tout le Maghreb a pendant des centaines de millions d'années été recouvert par la mer qui s'est retirée à des périodes plus ou moins récentes selon les régions, et ceci avec des alternances de transgressions suivies de régressions. L'existence de la Tunisie en tant que terre émergée étant plus récente que celle de l'Algérie et même de la plus grande partie du Maroc.
Dans les régions d'Afrique centrale, on trouve certaines régions qui sont émergées depuis 500 millions d'années ou plus, donc au début du paléozoïque (ère primaire).
Mais au Sahara, des bras de mer se sont formés à l'époque crétacée (à la fin de l'ère secondaire, vers 90 à 70 millions d'années avant le présent) ou peu après, et au tout début de l'ère tertiaire (il y a moins de 65 millions d'années), allant depuis le nord du pays encore sous l'eau, jusqu'au golfe de Guinée, vers l'actuel Nigeria à la limite du Cameroun au sud… ces bras de mer peu profonde, dont le tracé a changé au cours du temps jusqu'à l'émersion récente des territoires que l'on connaît aujourd'hui, ont cependant permis le dépôt de sédiments fossilifères. Des fossiles marins, comme certaines ammonites, ont été trouvés au Sahara !
De même, des restes calcaires (micro-coquilles) de foraminifères (petits animaux unicellulaires qui vivent dans toutes les mers du monde, mais qui n'ont jamais réussi à coloniser les eaux douces superficielles des rivières ou des lacs) donc des fossiles ont été trouvés dans de nombreux dépôts marins.
Les espèces de ce groupe sont très nombreuses et ont beaucoup évolué au cours des temps géologiques ; elles constituent donc de bons «fossiles stratigraphiques» permettant de dater l'âge des roches d'origine marine qui les contiennent.
Ces protozoaires marins ont vécu à toutes les époques, y compris aujourd'hui dans toutes les mers du globe. Mais ce qui est assez extraordinaire, c'est qu'en 3 points du monde, en Asie centrale à l'est de la mer Caspienne au début du 20e siècle, en Algérie dans la région de l'Oued Righ dans les années 20-30, puis dans le sud-ouest du Maroc lorsque j'y étais au début des années 80), on a trouvé non pas des fossiles (restes d'organismes morts) mais des foraminifères bien vivants, et vivant dans des eaux douces, mais seulement dans des eaux souterraines.
Dans l'oued Righ, il y avait à l'époque des sources et des puits artésiens qui «crachaient» de l'eau souterraine venant d'une nappe phréatique qui était le véritable habitat de ces foraminifères qui, répétons-le, ne vivent nulle part dans les eaux douces de surface.
En résumé, les foraminifères vivent et ont vécu seulement dans la mer, mais ils ont aussi survécu, après le retrait des mers, dans les eaux souterraines de certaines régions, dont Oued Righ en Algérie.