Imaginez un appareil qui nous offre des possibilités intéressantes, afin d’observer la santé de nos coraux et plus particulièrement de réaliser une évaluation de la quantité de chlorophylle contenue dans les zooxanthelles. D’après un article du docteur Dana Riddle.
Nous pouvons donc imaginer cet appareil comme un moyen préventif sur le blanchiment des coraux. De la science fiction ? Pas forcément, si nous nous intéressons à une technologie développée par la NASA.
Le spectromètre « FieldScout CM1000 ». Cet appareil mesure et indique sur un écran la valeur, il est très simple d’utilisation. Le CM1000 analyse en direct et fait la moyenne tout en stockant les données. Cet appareil à la base est destiné, à analyser le taux de chlorophylle sur les cours de golf, les serres tropicales à but commerciales etc. Le docteur Riddle a détourné l’utilisation de cet instrument dans le but qui nous intéresse.
Cet instrument, en fait détermine grâce à la mesure de deux longueurs d’ondes lumineuses (-700nm et 840 nm) le taux de chlorophylle. L’appareil capte ces deux longueurs d’ondes de la source lumineuse, puis celles reflétées par la surface ou l’objet visé. L’appareil compare les deux résultats et calcule une évaluation du taux de chlorophylle. Si ce dispositif peut s’appliquer à un corail, cela permettrait de constater la photoadaptation en captivité et surtout le processus de photoacclimatation, et cela sans faire de prélèvement destructif pour le corail.
Le panneau d’affichage, donne une lecture en direct comme nous pouvons le voir ! Sur l’exemple un taux de chlorophylle de 264, avec une moyenne de 242 sur les 19 mesures effectuées. Pour avoir un résultat conforme et réaliste, il a fallut mettre en place un mode opératoire, précis.
Ce schéma, donne la réflectivité d’un Pavona brun.
Je vous épargne tout le protocole technique de la chose. Visiblement l’appareil serait fiable sur la répétitivité de la mesure à 5%. Par contre d’un appareil à l’autre il y aurait jusqu’à 13% de dispersion. L’intensité lumineuse lors de la mesure a toute son importance, puisque le premier constat est que plus l’intensité est forte plus la mesure sera précise. La technologie de l’appareil recommande une utilisation en lumière solaire naturelle. Mais pour l’application qui nous intéresse, divers essais ont été réalisé en lumière artificielle. Il est possible d'employer la lumière artificielle comme source à deux conditions.
- La lumière doit être intense (environ 15.000 lux).
- Une intensité minimum de 1 sur l’échelle de mesure de l’appareil.
En second lieu, il faut utiliser une source d’éclairage utilisant du courant continu ou du courant alternatif à 60 hertz. Le spectromètre doit être modifié pour l'usage avec des sources lumineuses fonctionnant à 50 hertz.
Dans sa configuration de base le FieldScout peut stocker jusqu'à 64 index différent de chlorophylle.
Après divers essais sur des algues vertes, les résultats suggèrent bien que l'instrument est capable de détecter de petites différences de taux de chlorophylle. Le diagramme ci-dessus démontre le lien direct entre le CHI (Index relatif du taux de Chlorophylle) et le taux de chlorophylle en mg par cm2 sur une micro algue verte.
Application de mesures sur des coraux.
Pour réaliser ce type d’essai la première question à se poser est : Quelle colonne d’eau peut traverser les deux faisceaux de mesure sans altérer les mesures ? Tout en sachant que les longueurs d’ondes rouges sont très rapidement absorbées par l’eau. De ce fait, nous pouvons considérer que l’état des mesures en aquarium ne pourra être réalisé.
Bien que l’appareil pourrait en théorie faire une mesure à 10 cm de profondeur. Dans ces conditions, il faut retirer les coraux du bac afin de faire une mesure.
Le deuxième problème est dû au corail lui-même. Les propriétés réfléchissantes du squelette de corail blanc sous la couche mince du tissu. Cette couleur claire ou blanche peut donner une lecture faussée.
Ce schéma donne un index relatif d’une Porites en pleine forme.
La même colonie en mauvais état. Sur cette colonie l’index mesuré est de 58.
Ceci nous démontre qu’un corail répondant à cette valeur d’index correspond à un blanchiment resque total de la colonie, comme nous pouvons le constater à l’œil nu. Les possibilités expérimentales de ce type d’appareil sont nombreuses. Des appareils permettent déjà d’indiquer la fluorescence des coraux, et par extrapolation suggérer le taux de chlorophylle (selon une règle qui dit que généralement le taux de chlorophylle est proportionnel au taux de fluorescence). Cette méthode n’est pas parfaite sur du long terme… Le spectromètre lui, permet de surveiller sur du long terme la population de zooxanthelles. Sa facilité d’utilisation, permettrait de faire des mesures d’index de chlorophylle et de constater des changements de cet index sur des périodes très courtes. Ceci devrait être encourageant pour une surveillance accrue et régulière de ce paramètre sur les coraux. Bien sûr ces mesures n’auraient aucun rôle préventif sur le blanchiment dû à des catastrophes tels que variations de salinité, températures extrêmes et rapides. Par contre sur des facteurs plus lents tel qu’un surplus d’UV,d’ hydrodynamisme insuffisant (qui appauvrit le corail en substances nutritives), toxicités dans l’eau, le spectromètre indiquerait très rapidement et facilement un changement dans les Zooxanthelles qui amènent un blanchiment de la colonie. Le fait de pouvoir mesurer facilement une évolution du taux de chlorophylle dans les zooxanthelles, même si elle est minime, permettrait de corriger les éventuels problèmes avant un constat visuel, où déjà les dégâts sur la colonie sont irrécupérables. Ce type d’appareil va permettre aussi aux scientifiques d’observer des effets plus subtils tel que les changements de photopigmentation des zooxanthelles, la réaction aux UV, qui entraîne dans certains cas des photoinhibition chroniques.
Une hypothèse intéressante commence à germer, sur le cas contraire. Quand le taux de chlorophylle augmente, ceci pourrait bien indiquer que le contenu nutritif dans l’eau est en augmentation aussi. Il reste beaucoup de travail scientifique à faire sur ce sujet.
En apportant quelques modifications à l’appareil de base (tel que l’incorporée dans un caisson étanche), devrait lui permettre de réaliser des mesures sous-marines. Le schéma, ci-dessous est une première modification qui permet de réaliser des mesures de l’eau des colonies de coraux. En lui adjoignant un tube transparent rempli d’air et des sources lumineuses complémentaires. Il n’y a visiblement pas d’obstacle technique, et sans doute qu’un jour, une version sous-marine de cet instrument apparaîtra ce qui permettrait de faire des mesures dans la nature sur des récifs.
Pour ceux que ça intéresse voici le lien de la société qui vend ce type d’appareillage.
D’après un article de Dana Riddle sur Advancedaquarist