La vie aquatique de la rivière San Pedro Mártir à Tabasco, au Mexique, trouve refuge dans les racines submergées des forêts de mangroves rouges. Crédit : Octavio Aburto
Les chercheurs étudient un ancien écosystème côtier trouvé à plus de 120 milles de l’océan le plus proche, révélant les impacts sur le niveau de la mer de la dernière période interglaciaire.
Au cœur de la péninsule du Yucatan, un ancien écosystème de mangrove s’épanouit à plus de 200 kilomètres (124 miles) de l’océan le plus proche. Ceci est inhabituel car les mangroves – arbres, arbustes et palmiers tolérants au sel – se trouvent généralement le long des côtes tropicales et subtropicales.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs du système de l’Université de Californie aux États-Unis et des chercheurs du Mexique se concentre sur cette luxuriante forêt de mangroves rouges. Ce «monde perdu» est situé loin de la côte le long des rives de la rivière San Pedro Martir, qui s’étend des forêts tropicales d’El Petén au Guatemala à la région de Balancán à Tabasco, au Mexique.
Parce que la mangrove rouge (mutiler Rhizophora) et d’autres espèces présentes dans cet écosystème unique ne poussent qu’en eau salée ou en eau un peu salée, l’équipe binationale s’est attachée à découvrir comment les mangroves côtières se sont établies si profondément à l’intérieur des terres dans des eaux douces complètement isolées de l’océan. Leurs conclusions ont été publiées aujourd’hui (4 octobre 2021) dans le Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis d’Amérique.
En intégrant des données génétiques, géologiques et végétales à une modélisation du niveau de la mer, l’étude donne un premier aperçu d’un ancien écosystème côtier. Les chercheurs ont découvert que les forêts de mangrove de San Pedro ont atteint leur emplacement actuel au cours de la dernière période interglaciaire, il y a environ 125 000 ans, et y ont persisté de manière isolée alors que les océans se sont retirés lors de la dernière glaciation.
L’étude fournit un instantané de l’environnement mondial au cours de la dernière période interglaciaire, lorsque la Terre est devenue très chaude et que les calottes glaciaires polaires ont complètement fondu, faisant ainsi monter le niveau mondial de la mer beaucoup plus haut qu’aujourd’hui.
“La partie la plus étonnante de cette étude est que nous avons pu examiner un écosystème de mangrove qui a été piégé dans le temps pendant plus de 100 000 ans”, a déclaré le co-auteur de l’étude Octavio Aburto-Oropeza, écologiste marin à la Scripps Institution of Oceanography à UC San Diego et PEW Marine Fellow. « Il y a certainement plus à découvrir sur la façon dont les nombreuses espèces de cet écosystème se sont adaptées à différentes conditions environnementales au cours des 100 000 dernières années. L’étude de ces adaptations passées sera très importante pour nous afin de mieux comprendre les conditions futures dans un climat en évolution.
En combinant plusieurs sources de données, l’étude démontre que l’écosystème de mangrove rare et unique de la rivière San Pedro est une relique, c’est-à-dire des organismes qui ont survécu à une période antérieure, d’un monde plus chaud où le niveau relatif de la mer était de six à neuf. mètres (20 à 30 pieds) plus haut qu’à l’heure actuelle, assez haut pour inonder les basses terres de Tabasco au Mexique et atteindre ce qui sont aujourd’hui des forêts tropicales humides sur les rives de la rivière San Pedro.
L’étude met en évidence les vastes impacts paysagers des changements climatiques passés sur les côtes du monde et montre qu’au cours de la dernière période interglaciaire, une grande partie des basses terres côtières du golfe du Mexique étaient sous l’eau. En plus de fournir un aperçu important du passé et de révéler les changements subis par les tropiques mexicains pendant les périodes glaciaires, ces résultats ouvrent également des opportunités pour mieux comprendre les futurs scénarios d’élévation relative du niveau de la mer à mesure que le changement climatique progresse dans un monde dominé par l’homme.
Carlos Burelo, botaniste à l’Universidad Juárez Autónoma de Tabasco et natif de la région, a attiré l’attention du reste de l’équipe sur l’existence de cet écosystème relique en 2016. « J’avais l’habitude de pêcher ici et de jouer dans ces mangroves comme un enfant, mais nous n’avons jamais su exactement comment ils étaient arrivés là », a déclaré Burelo. « C’était la question motrice qui a réuni l’équipe. »
Le travail de terrain de Burelo et les enquêtes sur la biodiversité dans la région ont établi la base solide de l’étude. Sa découverte remarquable de l’ancien écosystème est documentée dans “Mémoires du futur : la découverte moderne d’un écosystème relique,” un Court métrage primé produit par l’ancien élève de Scripps Ben Fiscella Meissner (MAS MBC ’17).
Felipe Zapata et Claudia Henriquez de l’UCLA ont dirigé les travaux génétiques pour estimer l’origine et l’âge de la forêt relique. En séquençant des segments du génome des palétuviers rouges, ils ont pu établir que cet écosystème a migré des côtes du golfe du Mexique vers la rivière San Pedro il y a plus de 100 000 ans et y est resté isolé après le retrait de l’océan lorsque les températures ont chuté. Alors que les mangroves sont les espèces les plus remarquables de la forêt, ils ont trouvé près de 100 autres espèces plus petites qui ont également une lignée de l’océan.
“Cette découverte est extraordinaire”, a déclaré Zapata. « Non seulement les mangroves rouges sont ici avec leurs origines imprimées dans leur ADN, mais tout l’écosystème lagunaire côtier du dernier interglaciaire a trouvé refuge ici.
Paula Ezcurra, responsable du programme scientifique à la Climate Science Alliance, a réalisé la modélisation du niveau de la mer, notant que les plaines côtières du sud du golfe du Mexique sont si basses qu’un changement relativement faible du niveau de la mer peut produire des effets dramatiques à l’intérieur des terres. Elle a déclaré qu’une partie fascinante de cette étude est la façon dont elle met en évidence les avantages de travailler en collaboration entre des scientifiques de différentes disciplines.
«Chaque élément de l’histoire à lui seul n’est pas suffisant, mais lorsqu’ils sont pris ensemble, la génétique, la géologie, la botanique et les observations sur le terrain racontent une histoire incroyable. Chaque chercheur impliqué a apporté son expertise qui nous a permis de découvrir le mystère d’une forêt vieille de plus de 100 000 ans », a déclaré Ezcurra, ancien élève de Scripps Oceanography (MAS CSP ’17).
Le travail sur le terrain a été dirigé par les écologistes de l’équipe : Octavio Aburto-Oropeza, Paula Ezcurra, Exequiel Ezcurra de UC Riverside et Sula Vanderplank de Pronatura Noroeste. En visitant les sites d’étude à plusieurs reprises à partir de 2016, ils ont collecté des roches, des sédiments et des fossiles à analyser en laboratoire, ce qui les a aidés à identifier des preuves du passé cohérentes avec un environnement marin.
Les auteurs notent que la région entourant les sites d’étude a été systématiquement déboisée dans les années 1970 par un plan d’aménagement malavisé ; les rives de la rivière San Pedro n’ont été épargnées que parce que les bulldozers ne pouvaient pas l’atteindre. La zone est toujours menacée par les activités humaines, les chercheurs ont donc souligné la nécessité de protéger cette zone biologiquement importante à l’avenir.
« Nous espérons que nos résultats convaincront le gouvernement de Tabasco et l’administration environnementale du Mexique de la nécessité de protéger cet écosystème », ont-ils déclaré. « L’histoire des cycles glaciaires du Pléistocène est inscrite dans l’ADN de ses plantes en attendant que les scientifiques la déchiffrent mais, plus important encore, les mangroves de San Pedro nous mettent en garde contre l’impact dramatique que le changement climatique pourrait avoir sur les plaines côtières du golfe de Mexique si nous ne prenons pas des mesures urgentes pour arrêter les émissions de gaz à effet de serre. »
Référence : « L’écosystème de mangroves intérieures reliques révèle les derniers niveaux de la mer interglaciaire » par Octavio Aburto-Oropeza, Carlos Manuel Burelo-Ramos, Exequiel Ezcurra, Paula Ezcurra, Claudia L. Henriquez, Sula E. Vanderplank et Felipe Zapata, 4 octobre 2021, Actes de l’Académie nationale des sciences.
DOI : 10.1073/pnas.2024518118
Le financement a été fourni par la Fondation David et Lucile Packard, la Fondation Baum, la National Geographic Society et un don de Gina Rogers.
