Secrets du jardin des poulpes :Les mamans nichent dans les sources thermales pour donner à leurs petits les meilleures chances de survie

À trois kilomètres sous la surface de l'océan au large de Monterey, en Californie, de l'eau chaude s'infiltre du fond marin au pied d'une montagne sous-marine.C’est un endroit magique, surtout si vous êtes une pieuvre.

En 2018, l'un de nous, Amanda Kahn, se trouvait à bord du navire de recherche E/V Nautilus lorsque les scientifiques ont découvert le « Jardin de la pieuvre ». Des milliers de poulpes perlés (Muusoctopus robuste) étaient enroulés en boules individuelles en lignes et en touffes.Comme Nautilus Live a diffusé l'expédition en ligne, le monde entier a pu partager l'enthousiasme suscité par cette découverte.

Nous savons maintenant pourquoi ces créatures étonnantes se rassemblent dans cette source chaude sous-marine et dans d’autres.

Dans un nouvelle étude impliquant des scientifiques de plusieurs domaines, nous expliquons pourquoi les poulpes migrent vers le Jardin des Poulpes.C’est à la fois un site d’accouplement et une pépinière où les poulpes nouveau-nés se développent plus rapidement que prévu, ce qui leur donne les meilleures chances de survie dans les mers profondes et froides.

La vie au jardin des poulpes

Les poulpes femelles recherchent les fissures et les crevasses rocheuses où l'eau chaude s'infiltre des rochers.Là, ils gardent avec vigilance leurs couvées.Subsistant uniquement grâce à leurs réserves énergétiques, ces mères ne mangeront plus jamais.Comme la plupart des céphalopodes, ils font le sacrifice ultime pour leur progéniture et meurent après l’éclosion de leurs œufs.

Le Jardin du Poulpe, au pied du Mont sous-marin Davidson À environ 130 kilomètres au sud-ouest de Monterey, en Californie, se trouve la plus grande d'une poignée de pépinières de poulpes récemment découvertes dans le Pacifique Est.Beaucoup ont été trouvés à proximité de sources hydrothermales où l’eau chaude s’infiltre du fond marin.

Nous voulions savoir ce qui rend ces environnements si attrayants pour les poulpes nicheurs.

Pour résoudre ce mystère, nous avons réuni des géologues, des biologistes et des ingénieurs.En utilisant Institut de recherche sur l'aquarium de la baie de Montereyc'est la mer profonde robots et capteurs, nous avons étudié et cartographié le Jardin des Poulpes lors de plusieurs visites sur trois ans pour examiner les liens entre les sources thermales et le succès de reproduction des poulpes perlés.Nous avons trouvé près de 6 000 nids sur une superficie de 2,5 hectares, ce qui suggère que plus de 20 000 poulpes occupent ce site.

Une caméra time-lapse qui a surveillé un groupe de mères nicheuses pendant six mois a ouvert une fenêtre sur le vie dynamique au Jardin des Poulpes.

Nous avons vu des poulpes mâles s'approcher et s'accoupler avec des femelles.Nous avons salué l’émergence réussie de nouveau-nés, qui ressemblaient à des miniatures translucides de leurs parents.Et nous avons pleuré la mort des mères et de leurs couvées.

Lorsqu’un nid devenait vide, il était rapidement rempli par une autre mère poulpe.Nous avons constaté que rien n’était perdu au Jardin Octopus.Les poulpes morts constituaient une source de nourriture vitale pour une multitude de charognards, comme les anémones de mer et les escargots.

Une eau plus chaude accélère le développement des embryons

Une nouvelle génération de poulpes doit surmonter au moins deux obstacles avant d’éclore.

Premièrement, ils doivent se développer de l’œuf à l’éclosion.Ils commencent sous forme d’œufs opaques en forme de saucisse, cimentés aux rochers.Au fil du temps, de minuscules yeux noirs, puis huit petits bras deviennent visibles à travers la capsule de l'œuf.Deuxièmement, et c'est crucial, ils ne doivent pas succomber aux menaces extérieures, y compris les prédateurs, les blessures et les infections.Plus la période d’incubation est longue, plus le risque qu’un embryon ne survive pas jusqu’à l’éclosion est grand.

Pour les espèces de poulpes vivant dans les eaux chaudes et peu profondes, les périodes de couvaison ne durent que quelques jours ou semaines.Mais un scénario bien différent se joue dans les abysses.Les températures proches de zéro ralentissent considérablement les processus métaboliques chez les animaux à sang froid comme les poulpes.Le période de couvaison la plus longue connue pour un animal provient en fait d'une autre espèce de poulpe des grands fonds, Granélédone Pacifique, avec une mère qui s'occupe de son nid pendant 4 ans et demi remarquables.Une pépinière de poulpes pour cette espèce a été récemment découvert au large de la côte ouest du Canada.

Au mont sous-marin Davidson, où la température ambiante de l'eau est de 35 degrés Fahrenheit (1,6 degrés Celsius), nous nous attendons à ce que les embryons de poulpes perlés prendre cinq à dix ans, voire plus, à développer.Une période de couvaison aussi longue serait la plus longue connue chez n'importe quel animal, exposant un embryon à des risques exceptionnels.

Au lieu de cela, les capteurs de température et d’oxygène que nous avons pu glisser à l’intérieur des nids de poulpes ont documenté un microenvironnement beaucoup plus chaud autour des œufs.En moyenne, la température à l’intérieur des nids de poulpes était d’environ 41 F (5,1 C), considérablement plus chaude que les eaux environnantes.Nous avions prédit que les embryons de poulpe se développeraient plus rapidement dans cette eau plus chaude.

Les marques distinctives et les cicatrices nous ont aidés à identifier chaque mère.Au cours de visites répétées, nous avons suivi le développement de leur couvain.Même si nous nous attendions à une croissance plus rapide dans l’eau chaude, nous avons été stupéfaits de constater que les œufs éclosaient en moins de deux ans.La nidification dans les sources thermales donne clairement un coup de pouce aux poulpes perlés.

Mais nidifier dans les sources thermales est une stratégie potentiellement risquée.Une fois les œufs pondus, ils sont cimenté au rocher.Nous savons peu de choses sur la tolérance thermique des poulpes perlés ou de leurs embryons, mais même une courte exposition à des eaux trop chaudes pourrait être mortelle pour les embryons en développement, anéantissant ainsi tout espoir de reproduction réussie pour cette mère.En effet, l'une des premières pépinières de poulpes en haute mer enregistrées pourrait avoir a connu un écoulement de fluide imprévisible.

Les pépinières mettent en évidence les risques pour l’habitat des fonds marins

Les sources thermales du Jardin Octopus font partie d'un système hydrothermal à flanc de crête.Ici, l’eau qui s’infiltre sous le fond marin capte la chaleur du manteau terrestre avant d’être évacuée des affleurements de roches volcaniques comme le mont sous-marin Davidson.Ces systèmes sont devenus un sujet émergent dans la géologie des fonds marins, même si seuls quelques-uns ont été découverts jusqu’à présent.

Contrairement aux sources hydrothermales, qui se forment au niveau des crêtes des crêtes et aux panaches d'eau chaude détectables à des centaines de mètres au-dessus du fond, les sources thermales situées sur les flancs des crêtes sont cryptiques.Ces sources suintent de l'eau chaude qui se dissipe à seulement quelques mètres au-dessus du fond, ce qui les rend extrêmement difficiles à trouver et visibles uniquement par un léger miroitement dans l'eau.

Nos enregistrements d'un an des sources thermales du Jardin Octopus démontrent qu'il peut s'agir d'environnements stables, avec le potentiel de libérer des fluides chauds pendant des milliers d'années.Une telle stabilité profite non seulement aux poulpes perlés, mais également à la communauté de vie qui prospère aux côtés des mères nicheuses.

Les récentes découvertes de pépinières de poulpes au large de la côte Pacifique du Costa Rica, également à proximité de sources hydrothermales, suggère que ces zones pourraient être plus courantes qu'on ne le pensait auparavant.Il souligne également que les sources hydrothermales peuvent constituer des points chauds biologiques vitaux.

Les eaux profondes constituent le plus grand espace habitable sur Terre, et cette taille expansive peut cacher l’importance de points chauds localisés comme ceux-ci.Le mont sous-marin Davidson et son jardin de poulpes sont protégés dans le cadre du Sanctuaire marin national de la baie de Monterey, mais de nombreux autres trésors biologiques, comme les sources thermales, pourraient être menacés, d'autant plus que exploitation minière des fonds marins propose de gratter gros des bandes de fonds marins peu étudiées.Nous espérons que les mères poulpes que nous avons rencontrées dans cette pépinière inciteront tout le monde à repenser la gestion des joyaux cachés encore inconnus qui pourraient être perdus.