Stranded Things

Traduit par Marc Long

« Le phare aux orques ». Basé sur des événements réels. Situé dans la Península Valdés (Chubut, Argentine), ce film raconte l’histoire du garde forestier argentin Beto Bubas, d’orques sauvages et d’un garçon autiste. (Gerardo Olivares, 2016).

Les échouages de cétacés sont des phénomènes mystérieux et impressionnants.

Ces échouages sont mystérieux parce qu’il n’y a pas de cause unique pour les expliquer, et impressionnants parce qu’ils touchent des animaux qui inspirent l’admiration et pour lesquels nous avons une empathie toute particulière.

La plupart des échouages concernent des odontocètes (cétacés à dents), le sous-ordre auquel appartiennent les dauphins, les orques, les baleines à bec et les cachalots. Par contre, les observations d’échouages de mysticètes (baleines à fanons) ont toujours été rares.

Cela se justifie par le comportement social des odontocètes, qui ont tendance à vivre en grands groupes, alors que les mysticètes sont plutôt solitaires ou forment des groupes limités.

En outre, les mysticètes n’utilisent pas l’écholocation pour naviguer, un élément qui est également souvent mentionné pour expliquer les échouages.

Au cours de la dernière décennie, de nombreux échouages et décès de mysticètes ont eu lieu. C’est ce que nous verrons dans cet article.

Les raisons les plus courantes sont variées. Il s’agit dans la plupart des cas de maladies, du manque de nourriture, la désorientation et les blessures (tempêtes, bruits en mer), les accidents (collisions avec des bateaux), et enfin un facteur qui nous intéresse particulièrement dans ce blog: les toxines produites par le phytoplancton.

Baleine grise (Eschrichtius robustus) avec son baleineau (El Vizcaino, Baja California, Mexique). Auteur : J.E. Gómez Rodríguez. Source : Wikimedia commons.

Les plus grands échouages de baleines mysticètes ont été enregistrés en Amérique du Nord et du Sud.

Par exemple, en 1999 et 2001, 283 et 386 échouages ont été enregistrés sur la côte nord-est du Pacifique, principalement des baleines grises adultes. Dans les deux cas, on a soupçonné des symptômes de malnutrition. (Rowntree et col. 2013).

Quant aux décès causés par les biotoxines, le seul cas confirmé jusqu’à récemment est survenu en 1987 à Cape Cod (USA), avec la mort de 14 baleines à bosse après avoir ingéré des maquereaux (Scomber scombrus) contaminés par des saxitoxines: des neurotoxines paralysantes produites dans la région par des dinoflagellés du genre Alexandrium.

Pour que les carcasses de baleines atteignent la côte, elles doivent être mortes dans des zones peu profondes proches de la terre, car dans les eaux profondes, elles ont tendance à couler et ne laissent aucune trace à la surface.

Ces dernières années, de nombreux échouages de baleines ont eu lieu le long des côtes de l’Argentine et du Chili. Dans les deux régions, les efflorescences (ou bloom) de phytoplancton toxique sont fréquentes.

Les toxines sont-elles à l’origine de la mort des baleines? Il n’est pas facile d’obtenir des preuves, mais de nombreux indices permettent de suspecter leur responsabilité.

Península Valdés (Argentina)

Observation des baleines franches australes dans la Península Valdés. Auteur: M. Catanzariti. Source: Wikimedia commons.

Les côtes de la Péninsule de Valdés, au nord de la Patagonie, en Argentine (42-43º de latitude sud), constituent une zone de reproduction pour les baleines franches australes.

Eh bien, entre les années 2005-2014, une mortalité sans précédent a été enregistrée (649 spécimens au total), principalement des baleineaux de moins de 3 mois.

Les décès s’étalent sur plusieurs mois, et ont atteint un pic de 120 individus retrouvés morts en 2012. Les femelles de ces baleines ne se reproduisent que tous les 3 ans. Avec de tels taux de natalité, vous pouvez imaginer l’impact de cette catastrophe, qui peut affecter le maintien d’une espèce dont la chasse a réduit sa population originale à un faible 20%.

Une réunion d’experts de la Commission baleinière internationale (CBI) tenue en 2010 a permis d’identifier trois hypothèses principales : la rareté de la nourriture (krill de l’Antarctique : Euphausia superba), la maladie et l’empoisonnement par des biotoxines.

Une quatrième hypothèse s’y est ajoutée lors d’une autre réunion de la CBI en 2014 : le stress causé par des goélands (Larus dominicanus), qui attaquent les baleines pour se nourrir de leur peau et de leur graisse, provoquant des plaies ouvertes.

Frustules de Pseudo-nitzschia dans les déjections de baleines franches australes (Eubalaena australis) de la Península Valdés. (A-B) P. pungens, (C) P. australis, (D) complexe P. pseudodelicatissima. Source : Fig. 2 D’Agostino et al. (2015).

Parmi ces 4 hypothèses, l’hypothèse des biotoxines est celle qui se renforce à la suite de récentes études scientifiques telles que « Potentially toxic Pseudo-nitzschia species in plankton and fecal samples of Eubalaena australis from Península Valdés calving ground, Argentina ». (D’Agostino et col., 2015).

Ces chercheurs ont découvert la présence de nombreux frustules de diatomées du genre Pseudo-nitzschia dans les excréments de baleines vivantes ou de carcasses, ainsi que dans des échantillons de phytoplancton pendant la période où les baleines se rendent à Península Valdés.

Le genre Pseudo-nitzschia comprend de nombreuses espèces qui produisent de l’acide domoïque, une puissante neurotoxine que les lecteurs de ce blog connaissent bien, et qui peut causer de graves dommages à la faune marine.

D’Agostino et ses collaborateurs suggèrent que le zooplancton, la nourriture des baleines, agirait comme vecteur de l’acide domoïque. La neurotoxine a été détectée dans des échantillons de zooplancton de la région par d’autres chercheurs. Les baleineaux seraient indirectement exposés à l’acide domoïque, par le biais du lait maternel et/ou pendant la gestation.

De plus, certaines baleines, comme les baleines franches australes, pratiquent un type d’alimentation appelé « skim feeding » dans lequel elles écument la surface de l’eau (comme une passoire qui retire la crème du lait). Les chaînes de Pseudo-nitzschia peuvent facilement dépasser 300 microns de longueur et pourraient être filtrées directement par les baleines pendant ces phénomènes d’efflorescences. Voici une baleine franche australe en train de se nourrir en « skim feeding ».

Baleine franche australe (Eubalaena australis) avec un baleineau, au large de la Península Valdés, au milieu d’une efflorescence du dinoflagellé Lepidodinium chlorophorum. Auteur : M. Sironi (Prix Hilda Canter-Lund 2009). Source : British Phycological Society.

Les baleines franches australes sont également présentes lors des épisodes toxiques («  Paralytic Shellfish Poisoning » ou toxines paralysantes) induits par Alexandrium catenella et associés aux interdictions d’exploitation des coquillages. Les saxitoxines et l’acide domoïque ont été détectés dans les tissus de certains individus morts, mais à des taux faibles.

En octobre 2010, 15 baleines de toutes classes d’âge (6 baleineaux, 7 juvéniles et 2 adultes) sont mortes, un phénomène généralement associé aux efflorescences toxiques mais inhabituel dans la Péninsule Valdés.

Les concentrations de Pseudo-nitzschia et d’A. catenella étaient élevées à cette période. Et l’alimentation par « skim feeding » avait été observée chez des individus adultes à cette période.

Les observations satellite (Wilson et col. 2015) ont confirmé l’intensification des efflorescences printanières de phytoplancton dans la région, surtout depuis 2004, ce qui coïncide avec la plupart des décès :

<<649 baleines tuées entre 2005-2014>> contre 194 au cours des 30 années précédentes.

Au cours d’une de ces efflorescences, le chercheur argentin Mario Sironi a documenté l’image d’une marée verte de Lepidodinium chlorophorum, une espèce de dinoflagellé non toxique.

Il ne semble pas que Pseudo-nitzschia fasse partie des proliférations de microalgues les plus intenses au printemps, mais son abondance a nettement augmenté au cours de la dernière décennie. De plus il existe une corrélation positive entre 1) les enregistrements mensuels de la mortalités et 2) l’abondance de Pseudo-nitzschia. Une telle relation n’existe pas avec A. catenella.

En conclusion : il existe plusieurs preuves de l’exposition des baleines aux toxines de microalgues et plusieurs indices pointent vers l’acide domoïque.

Golfo de Penas (Chile)

Rorqual boréal à Caleta Buena (nord du Golfo de Penas), avril 2015. Auteur : K.-L. Pashuk. Source : Fig. 3 (Häusserman et al. 2017).

Mi-avril 2015. Lors d’une expédition de plongée visant à étudier la faune benthique au nord du Golfe de Penas, des cadavres et des squelettes de baleines sont apparus aux yeux des plongeurs.

L’inquiétude suscitée par cette découverte a entraîné, quelques semaines plus tard, une expédition conjointe du SERNAPESCA (SERvicio NAcional de PESCA y acuicultura), de la marine chilienne et du PDI (Policía De Investigaciones de Chile, Departamento de Investigación Criminal).

Ils ont documenté par voies terrestre, maritime et aérienne le pire cas de l’histoire : la mort de 343 baleines boréales (Balaenoptera borealis).

Mais c’est une longue histoire et je vous la raconterai dans le deuxième épisode de Stranded things.

Références

  • D’Agostino V.C. y col. Potentially toxic Pseudo-nitzschia species in plankton and fecal samples of Eubalaena australis from Península Valdés calving ground, Argentina. J. Sea Res. 106:39–43 (2015).
  • Häusserman V. y col. Largest baleen whale mass mortality during strong El Niño event is likely related to harmful toxic algal bloom. PeerJ. DOI: 10.7717/peerj.3123 (2017).
  • Rowntree V.J. y col. Unexplained recurring high mortality of southern right whale Eubalaena australis calves at Península Valdés, Argentina. Mar. Ecol. Prog. Ser. 493:275–289 (2013).
  • Wilson C. y col. Southern right whale (Eubalaena australis) calf mortality at Península Valdés, Argentina: Are harmful algal blooms to blame? Mar. Mammal Sci. 32:423–451 (2015).

Cinéma et océanographie

Auteur: Jesús Gago Piñeiro (traduit par Marc Long).

Un sujet très attrayant, mais si l’on y réfléchit un peu, peu de titres existent.

La génération des années 70, a grandi avec les documentaires de « l’Homme et la Terre » (El hombre y la Tierra) de Félix Rodríguez de la Fuente et -avec des documentaires plus axés sur le thème marin- avec « L’odyssée sous-marine de l’équipe Cousteau » de Jacques Cousteau. Cette génération a vu également naitre les documentaires de la National Geographic Society, notamment avec la série sur les mers vierges.

Source: bedeteque

En plus de ces deux géants de la divulgation environnementale, nous avons une série des années 60 « Remous » (Sea Hunt) basée sur les aventures d’un plongeur.

En ce qui concerne les documentaires sous-marins, il convient d’évoquer la fantastique semaine du film sous-marin de Vigo et celle de Donostia qui en est à sa 43e édition.

Nous tenons particulièrement à souligner le festival de Vigo, et les grands professionnels venant de notre communauté scientifique qui y ont participé, comme Jorge H. Urcera ou José Luis Garci, et des personnes de renommée internationale comme José Irisarri, Jorge Candán ou José Luis González, entre autres.

Mais laissons de côté les documentaires, et passons maintenant au cinéma. Le thème marin a toujours été présent au cinéma, avec des classiques comme « L’île au trésor », « Moby Dick », « Master and Commander » ou encore « Titanic »; mais aussi des classiques plus « exotiques » comme “Sindbad le marin”…

Sans bien sûr oublier la saga « Jaws »…

Jaws (Steven Spieberg, 1975). Source: pinterest

Et nous pourrions encore continuer la liste de films sur le thème marin avec les aventures de pirates et de naufrages. Et parmi ces histoires de pirates et de trésor, il y a le célèbre Peter Pan !

Pour les cinéphiles en herbe, il y a de nombreux autres titres tels que « La petite sirène », « Sauvez Willy I, II… ».  Certains ont des affiches très inspirées par le thème marin.

Par contre des films parlant d’océanographie, il y en a très peu voire pas du tout.

Richard Fleischer (Walt Disney, 1954). Source: allocine

On peut chercher un peu parmi les classiques pour trouver un avant-gardiste de son époque « Vingt mille lieues sous les mers » (qui date de 1954 !). Dans cette œuvre, on commence à voir le fond de la mer avec une perspective un peu plus scientifique.

Le roman de Jules Verne sert ici d’inspiration.

Et pour boucler la boucle, nous revenons finalement à Jacques Cousteau.

Parmi les films les plus proches de l’océanographie, on trouve « La vie aquatique » et « L’odyssée » qui s’inspirent tous les deux de la vie du commandant Jacques-Yves Cousteau.

Le premier titre est une satire-critique acerbe (et pas seulement à l’égard du commandant Cousteau…) avec un grand Bill Murray et le second film, »L’odyssée », est un excellent biopic. Comme une anecdote au fait que le père de Lambert Wilson (l’acteur qui joue J. Cousteau) était le doubleur de Cousteau comme il l’a expliqué dans une interview.

A. Stanton et L. Unkrich (Pixar, 2003). Source: allocine

Enfin nous ne pouvons pas oublier un classique pour enfants, « Le monde de Nemo », dans lequel il y a un clin d’œil à la recherche marine, vous vous souvenez de cette scène où ils mentionnent le courant australien?

Je suis sûr que certains films ont été oubliés, mais ce bref article essaye juste de vous donner un aperçu de la thématique, les suggestions sont les bienvenues !

A propos de l’auteur:

Jesús Gago Piñeiro (jesus.gago@ieo.es) est chercheur à l’IEO-Vigo et coordonne le groupe CAMBIOCEAN (Cambio global y oceanografía operacional).

Il s’intéresse particulièrement à l’impact des déchets dans l’environnement marin et participe à plusieurs projets et travaux sur les macroplastiques (cleanatlantic) et les microplastiques (jpi-oceans). Vous pouvez consulter ses publications dans Scholar ou Researchgate.

Les diatomées des noyés

Image: La plage des noyés. Un film de Gerardo Herrero (2015). Source: lacabecita

Traduit de l’espagnol par Marc Long

-On dirait qu’ils l’ont aidé à se noyer.

-Et ça ?

-Ses mains sont liées.

La plage des noyés (Domingo Villar, 2011)

Il y a un mois, dans le « Territorio Negro » de Julia en la Onda (une émission radio espagnole de faits divers), Ana García Rojo (cheffe de l’entomologie du Commissariat général de la police scientifique) a été interviewée sur l’importance des insectes dans la résolution de crimes.

En plus des insectes, Ana a également mentionné l’utilisation des diatomées dans les études médico-légales.

Ce fut une mention éphémère, mais elle eut le même effet que les phares d’un 4×4 aveuglant un lapin (j’étais le lapin bien sûr).

Et cette lumière aveuglante conduit à cette entrée en matière assez obscure….

Echantillon d’eau de mer de la ria de Pontevedra (juin 2013) rempli de diatomées. Auteur: F. Rodríguez

Les diatomées sont des marqueurs médico-légaux dans les systèmes aquatiques.

Et je pourrais citer deux raisons principales :

>>>> 1) On les trouve largement et abondamment selon la période de l’année dans les environnements marins, les eaux douces mais également dans des échantillons de sol.

>>>> 2) Elles sont très résistantes, comme des petits grains de sable en raison de leurs squelettes en verre (également appelés frustules) qui résistent aux traitements acides. Elles ont également une très forte diversité morphologique qui permet d’identifier plusieurs espèces.

Leur utilisation en pathologie médico-légale n’est pas nouvelle, elles sont utilisées depuis le début du XXe siècle.

Quelles sont les informations que cachent les diatomées ?

Mettons-nous en situation. L’objectif étant d’établir les causes et le lieu de décès de la victime d’un crime…

… et à ce sujet, les diatomées peuvent aider à savoir si la victime est morte par noyade. Mais également à quel endroit elle est morte.

Trouver la victime dans l’eau ne suffit pas à affirmer qu’elle s’est noyée.

Répartition des diatomées dans le corps humain selon qu’il y a noyade ou mort antérieure. Source: Pinterest (Sandi Weyl)

Même si le corps est découvert hors de l’eau, la victime a pu se noyer et le corps a pu être déplacé par la suite.

Si la personne était en vie, elle aurait avalé de l’eau avant de mourir, ainsi ses poumons seraient saturés d’eau.

La rupture des alvéoles pulmonaires permet à l’eau (et aux diatomées présentes) de pénétrer dans le sang.

Celles-ci sont ensuite dispersées dans différents organes (cerveau, cœur, reins, foie, etc.) et dans la moelle osseuse.

La taille maximale des diatomées qui traversent la barrière alvéolaire-capillaire est d’environ 110 µm.

Cela couvre une grande diversité de genres. Les études sur les tissus des cadavres retrouvés en eau douce citent entre autres les genres Achnanthes, Amphora, Asterionella, Campylodiscus, Cocconeis, Cyclotella, Fragilaria, Melosira, Navicula, Nitzschia, Pinnularia, etc.

La recherche des diatomées dans les tissus humains est généralement effectuée dans les organes et dans la moelle osseuse du fémur, après traitement chimique (avec de l’acide nitrique, de la protéinase K, etc.), pour éliminer la matière organique.

Dans le cas contraire, où la victime serait morte avant d’avoir été mise à l’eau, les diatomées pourraient pénétrer dans les poumons, mais elles ne seraient pas transportées activement vers le reste des organes ou vers la moelle osseuse.

Asterionella formosa est l’une des diatomées découvertes chez des victimes de noyade lors d’une étude menée en Finlande (Auer, 1991). Source: nordicmicroalgae

Si le décès est récent, il peut y avoir des signes extérieurs de noyade (peau pâle, mousse au niveau de la bouche et du nez). Mais après un certain temps, ces preuves disparaissent et le test des diatomées peut être très précieux pour découvrir l’origine du décès.

Malgré tout, le test des diatomées est loin d’être infaillible. Le test est influencé par de nombreux facteurs tels que l’abondance des diatomées dans l’environnement, le temps écoulé depuis la mort, l’état du corps, etc. Leur concentration est fortement réduite lorsqu’elles pénètrent dans les poumons et se dispersent dans les tissus de l’organisme

Les diatomées pourraient néanmoins confirmer un cas de noyade sur trois.

Une analyse de 738 victimes en Ontario (Canada) a conclu que les diatomées corroboraient 28% des noyades.

La plage du roman est celle de « A Madorra », près de la ville de Vigo en Galice. Source: amazon

Et le succès du test était associé au cycle saisonnier de ces organismes : plus l’abondance dans l’environnement est grande, plus la probabilité de trouver des diatomées sur les victimes est importante. Logique.

Etonnament, le test des diatomées a également été utilisé pour confirmer certains décès par noyade dans des salles de bain et des piscines…

Selon les auteurs, différents seuils sont considérés pour confirmer un résultat positif.

Par exemple, plus de 20 frustules de diatomées pour 100 μL de sédiments extraits dans 2 g de tissu (par exemple, le cœur, le cerveau, les reins, le foie et la moelle osseuse) ou 20 à 40 frustules dans 5 g de moelle osseuse, etc.

Ces valeurs peuvent varier en fonction des tissus analysés mais il n’existe pas de critère standard pour l’ensemble de la communauté médico-légale.

La biologie moléculaire (séquençage des gènes ribosomiques et mitochondriaux) a également été récemment intégrée à l’identification du plancton dans les études médico-légales.

Cette discipline permet d’obtenir des résultats positifs, même en l’absence de diatomées, grâce à la présence d’algues vertes et de cyanobactéries.

L’article Diatoms and homicide (Pollainen, 1998) illustre de nombreux exemples. Je vous préviens ces exemples sont macabres…

La diversité et la composition des diatomées dans les tissus humains peuvent également indiquer le lieu de la scène de crime en mettant en relation des échantillons d’eau ou de sol avec ceux de la victime.

L’identification automatique d’images est une autre technique qui pourrait être incorporée dans les études médico-légales. Modèle d’identification GoogleNet Inception-V3. Source: Zhou Y. y col. (2020).

Le mieux est de l’illustrer par des cas réels dans lesquels les diatomées ont joué un rôle fondamental…

  1. Un enfant de 5 ans au fond d’un lac. La moelle osseuse du fémur a révélé deux diatomées caractéristiques également présentes dans les échantillons du lac à côté du cadavre. Son père a finalement avoué le meurtre.
  2. Les restes carbonisés d’une adolescente dans une valise abandonnée sur un parking. Eh bien, plusieurs diatomées ont été trouvées dans la moelle osseuse du fémur et du sinus maxillaire, et ont permis de révéler la mort par noyade..
  3. Un transsexuel de 38 ans est mort dans une baignoire remplie d’eau et de savon. Quatre types de diatomées ont été découverts dans sa moelle osseuse fémorale, tout comme celles de la baignoire. Il a été étranglé, puis a été noyé sous l’eau..
  4. Le corps d’une femme de 25 ans dans un état de décomposition avancé dans une forêt. Des diatomées typiques du sol terrestre ont été retrouvées dans la moelle osseuse fémorale. L’exploration de la zone où le corps a été trouvé a permis de découvrir des diatomées identiques dans des étangs temporaires de la forêt. Elle avait été poignardée mais elle est morte noyée dans un fossé avec de l’eau..

Mais les diatomées ne sont pas seulement étudiées sur les corps des pauvres victimes. Les vêtements et les chaussures peuvent aussi conserver des cellules attachées avec lesquelles on peut relier un suspect à la scène de crime !

Remerciements : Patricia Quintas (IEO Vigo) qui m’a parlé de l’interview dans Julia en la Onda dès qu’elle a entendu parler des diatomées.

Marc Long

Un grand merci aussi à Marc Long pour cette traduction et d’autres dans l’avenir. Marc est un microbiologiste marin spécialisé dans l’étude de la physiologie du phytoplancton.

Il a réalisé sa thèse doctorale à l’Université de Wollongong (Australie) et à l’Université de Bretagne Occidentale (France). Marc a d’abord étudié la toxicité de polluants comme les microplastiques sur le phytoplancton et s’est ensuite spécialisé dans l’étude des interactions entre microalgues et avec d’autres microorganismes marins.

Marc s’intéresse plus particulièrement à la communication chimique entre microalgues marines et cherche à comprendre comment ces signaux chimiques pourraient expliquer le succès écologique de certaines espèces, notamment les espèces toxiques.

Références:

  • Auer A. Qualitative diatom analysis as a tool to diagnose drowning. Am J Forensic Med Pathol 12: 213-218 (1991).
  • Levkov Z. y col. The use of diatoms in forensic science: advantages and limitations of the diatom test in cases of drowning. In: Williams M. & col. (eds). The Archaeological and Forensic Applications of Microfossils: A Deeper Understanding of Human History. The Micropalaeontological Society, Special Publications. Geological Society, London, 261–277 (2017).
  • Pollainen M.S. Diatoms and homicide. Forensic Sci Int 91:29–34 (1998).