Herbier marin

Lesherbiers marinssont des prairies sous-marines qui poussent dans la plupart des mers du globe, en environnement strictement salin. Ils sont composés de plantes à fleurs (phanérogamesmarines) et non d'algues.
Ces plantes appartiennent à l'une des quatrefamillessuivantes :Zosteraceae,Posidoniaceae,CymodoceaceaeetHydrocharitaceae.
CesMagnoliophytesmarines (classe desmonocotylédones) sontpolyphylétiqueset donc, selon le système de classification utilisé, on place ces plantes :
Ces herbiers sont unhabitatcôtier ou péri-insulaire ayant un rôle écologique et halieutique et donc économique important dans le monde. Ils contribuent à la fixation du fond marin, à la clarification de l'eau et abritent une biodiversité spécifique. Ils ont un rôle dans l'atténuation et l'adaptation audérèglement climatiqueet soutiennent la pêche côtière en tant que zone de reproduction et/ou nurserie pour de nombreuses espèces d'intérêt halieutique.Leur position et faible profondeur les rend« vulnérables à des pressions telles que celles de la pêche et de l'aquaculture, mais aussi de la navigation de plaisance et des activités récréatives »
Leur étendue diminue de plus de 10 % par décennie.
Les herbiers marins jouent un rôle majeur dans les écosystèmes des proches rivages marins de tous les continents excepté l'Antarctique.
Ces curieuses plantes à fleurs sous-marines constituent des groupements appelés « herbiers », car leurs feuilles sont longues et étroites, vertes la plupart du temps, et parce que ces plantes poussent souvent sous la forme de grandes «prairies» qui ressemblent à despâturages. En d'autres termes, nombre des plantes qui constituent les herbiers marins ressemblent à première vue à desgraminéesterrestres de la famille desPoaceae, même si elles n'en font en réalité pas partie (toutes sont des plantes à fleurs).
Ce sont génétiquement des plantes semblables aux plantes terrestres, mais dont les ancêtres sont redevenus marins il y a environ 100 millions d’années. Elles comportent des racines, des tiges horizontales ou verticales, et des feuilles qui assurent, comme celles des plantes terrestres, la fonction chlorophyllienne. Ces phanérogames marines peuvent couvrir de vastes étendues et ont un rôle écologique important : stabilisation des sédiments, réduction de la vitesse des courants, oxygénation de l’eau, stockage de carbone, apport de nourriture pour certaines espèces, nourricerie pour d’autres, abri pendant la période de repos, etc.
Du fait que ces plantes doivent effectuer leurphotosynthèse, elles sont limitées dans leur habitat et ne peuvent vivre qu'immergées dans lazone photique(elles nécessitent donc des eaux claires), et la plupart de ces plantes poussent dans les eaux côtières protégées et peu profondes, enracinées dans le sable ou la vase, parfois sur substrat rocheux. L'ensemble de leur cycle vital, en particulier lapollinisation, s'effectue en milieu sub-aquatique.
Les herbiers marins forment des prairies extensives qui peuvent être soit mono-spécifiques (renfermant une seule espèce), soit multi-spécifiques (plusieurs espèces coexistent).
Environ 70 espèces formant ces herbiers ont été décrites dans les mers du globe, bien que lataxonomiede ce groupe de plantes soit encore discutée. Par exemple, Phillipps et Menez (1988) ne reconnaissent que 48 espèces.
Dans les zones tempérées généralement, un nombre restreint d'espèces dominent, voire une seule (comme la zostèreZostera marinadans l'Atlantique Nord), alors que les prairies tropicales sont généralement plus diversifiées, avec un maximum de 13espècesdans un seul herbier enregistré dans lesPhilippines. L'Australian Institute of Marine Science évalue à 30 le nombre d'espèces dans l'ensemble des eaux australiennes.
Les eaux du seuldétroit de Torrès, au nord de l'Australie, hébergeraient 11 espèces.
En Méditerranée, on dénombre 5 espèces :Posidonia oceanica,Zostera marina,Zostera noltii,Cymodocea nodosaet depuis peuHalophila stipulacea. Cette dernière est une espèce demer Rougeet de l'océan Indiennouvellement introduite en Méditerranée, vraisemblablement via lecanal de Suez, d'où le nom « d'espèce lessepsienne» parfois donné à une espèce issue de cette migration, en référence àFerdinand de Lesseps, promoteur du canal.
Les herbiers sont desécosystèmeshautement diversifiés et productifs. Ils peuvent héberger des centaines d'espèces associées appartenant à tous lesphylumsdu vivant, par exemple despoissonsjuvéniles et adultes, desoursins(qui sont souvent les principaux brouteurs dans les herbiers), desmollusques, desverspolychètes, desnématodesmais aussi desalguesépiphytesou des algues libres macroscopiques ou microscopiques (foraminifères...). Peu d'espèces ont été initialement considérées comme se nourrissant directement des feuilles d'herbiers, en partie en raison de leur contenu nutritionnel faible, mais despublicationsscientifiques et l'amélioration des méthodes de travail ont montré que lesherbivoresmarins constituent un maillon très important dans lachaîne alimentaire, avec des centaines d'espèces qui se nourrissent sur les herbiers des mers du monde, notamment lesdugongs, leslamantins, despoissons, desoies, descygnes, desoursinset descrabes. Les feuilles en décomposition sont également dégradées par une grande quantité d'organismesdétritivores, notamment desholothuries(« concombres de mer »). .
Les herbiers marins sont parfois appelés «ingénieurs d'écosystème», car ils créent en partie leur proprehabitat: les feuilles ralentissent les courants, augmentant lasédimentation; lesracineset lesrhizomesstabilisent lesubstratdu fond marin. Leur importance pour les espèces associées est due principalement à la fourniture d'abris (de par leur structure en trois dimensions dans la colonne d'eau), et au taux extraordinairement élevé de leurproductivité primaire. En conséquence, les herbiers apportent aux zones côtières un certain nombre de biens et services d'écosystèmes, encore appelésservices écologiques, par exemple : enrichissement deszones de pêche, protection mécanique contre les vagues et donc limitation de l'érosioncôtière, production dedioxygène... Ils sont également un élément important des réseaux decorridors biologiques sous-marins.
Les herbiers marins sont récoltés comme engrais pour amender les sols sablonneux. Ce fut une activité importante dans le Ria de Aveiro, auPortugal, où les plantes recueillies étaient nommésmoliço(en). Au début duXXsiècle, des plantes issues d'herbiers marins ont été utilisées notamment en Franceen guise de rembourrage de matelas, etont été très appréciées par les forces françaises pendant laPremière Guerre mondiale.Récemment des plantes ont été utilisés dans l'ameublement, tissées comme lerotin.
Les perturbations naturelles telles que lebroutagedes herbivores, les tempêtes, les dégradations par la glace et la dessiccation font partie intégrante de la dynamique desécosystèmesmarins. Les herbiers marins affichent un degré extrêmement élevé deplasticité phénotypique, s'adaptant rapidement aux variations des conditions de l'environnement.
Les herbiers marins sont toutefois en déclin global, avec quelque30 000 kilomètres carrés perdus au cours des dernières décennies, notamment du fait de la pression anthropique sur ces milieux.
La principale raison de ce déclin est ainsi la perturbation occasionnée par l'homme, notamment l'eutrophisation, la destruction mécanique de l'habitat et lasurpêche. L'apport excessif de nutriments (azote,phosphore) est directement toxique pour les herbiers, mais plus grave, il stimule la croissance desépiphyteset des algues flottantes macroscopiques et microscopiques. Cela se traduit par une diminution de la quantité de lumière solaire pouvant atteindre les feuilles des plantes, ce qui réduit leurphotosynthèseet donc leurproduction primaire. La décomposition desthallesdes algues et l'eutrophisationentraînent la prolifération des algues (efflorescence algale), d'où un effetrétroactifpositif. Cela peut conduire à une réorganisation complète de l'écosystème, lequel peut passer d'une dominance des herbiers à une domination des algues.Lasurpêchedes grands poissons prédateurs pourrait indirectement augmenter la croissance des algues, réduisant ainsi la régulation que permet le broutage des invertébrés herbivores, tels que lescrustacéset lesgastéropodes, par un phénomène decascade trophique.
Enfin, l'introduction de nouvelles espèces, commeCaulerpa taxifoliapeut également avoir un impact négatif sur la diversité au sein des herbiers.
Pour protéger et restaurer les herbiers, les mesures les plus fréquentes sont la cartographie (parfoiscollaborativeet  participative) des herbiers, l'étude de leur état écologique, puis des mesures de sensibilisation et de travaux de réduction desniveaux de nutrimentset depollution marine, la préservation éventuellement grâce à uneaire marine protégée, voire des travaux de restauration par la transplantation de plans d'herbiers.
Le gouverneur de l'État deFloridedont les eaux hébergeraient 7 espècesde cesmagnoliophytesmarines, a édicté une charte de sensibilisation à la protection des herbiers, « Seagrass Awareness Month ».
Un vaste programme de surveillance des herbiers marins baptisé "Seagrass-Watch" a été initié depuis 1998 en Australie. Ses objectifs sont multiples :
Cette organisation édite régulièrement le périodiqueSeagrass-Watch Magazinedont les articles couvrent essentiellement le monde anglophone.
Une autre organisation de nom similaire, le projet Seagrass, ayant un but analogue, est cofondée par la biologisteLeanne Cullen-Unsworth.
En 1970,Cornelis den Hartogclassait les plantes marines en deux familles :
Bien que certains auteurs respectent cette classification, le Catalogue of Life 2009exclue les plantes constitutives des herbiers marins desPotamogetonaceaepour les classer dans trois familles :Zosteraceae,PosidoniaceaeetCymodoceaceae.
La classification fait ainsi état de 12 genres répartis en 4 familles :
Certains auteurs (Tomlinson et Posluszny, 2001) décrivent aussi le genreNanozosterad'autres (Les, Moody, Jacobs et Bayer, 2002) proposant de fusionner les genresHeterozosteraetNanozosteradans le genreZostera.
Récemment, deux autres familles ont été ajoutées à cette liste car contenant, outre des plantes d'eau douce, des genres ayant donné de rares espèces d'affinité marine. Ces familles appartiennent, comme les 4 autres, à l'ordre desNajadalesselon laclassification classique:
Cependant leur classement en tant que plantes marines est discuté. Selon  Maureen L. Sullivan :
De fait, pour définir les espèces véritablement marines, un cinquième critère a été proposé par den Hartog et Kuo: la faible tolérance aux variations de salinité des espèces strictement marines. En d'autres termes, les espèces marines sontsténohalines, par opposition aux espèces non strictement marines qui sont, elles,euryhalines.
Uneclé dichotomique d'identificationdes douze premiers genres d'« Herbes Marines » (Seagrass), a été proposée par C. den Hartog en 1970.
Le principal intérêt de cette clé réside dans le fait qu'elle repose sur des critères morphologiques des parties stériles des plantes, excluantde factoles critères relatifs aux organes reproducteurs. Il l'affranchit ainsi de toute notion de famille. De fait l'évolution de la classification, depuis la monographie, de den Hartog n'a pas conduit à l'obsolescence de cette clé.
Dans les lignes qui suivent, le chiffre à gauche du nom de genre reprend celui du chapitre «Liste des genres» :
Phillips et Menez en 1988 ont proposé une clé simplifiéequi n'utilise le type de ramification des rhizomes que pour séparer les genres Zostera et Heteozostera.
Ce critère répartit les 14 genres en deux groupes :
L'origine desMagnoliophytesmarines est encore très mal connue. Leurs fossiles sont extrêmement rares et très difficiles à interpréter. Certaines découvertes ont été attribuées à tort à ce groupe de plantes.
En particulierArcheozosteradécouverte dans des terrainsCrétacésdu Japon s'est avérée non seulement ne pas être une Magnoliophytes mais même ne pas être les restes fossiles d'une plante.
De mêmeThalassocharisappartenant auCrétacédeWestphalie(Allemagne) et deMaastricht(Pays-Bas) ne serait pas les restes fossiles d'une plante aquatique.
Le seul genre dont l'origineCrétacéest confirmée estPosidonia, avec :
Un autre genre fossile duMaastrichtien(Crétacé supérieur),Thalassotaeniaa été étudié. Ce genre pourrait être l'ancêtre ducladeCymodoceaceae–Posidoniaceae–Ruppiaceae.
D'autre fossiles ont été découverts dans les terrains plus récents de l'Eocèned'Avon-Park (Floride) :
Dans des dépos marins duMiocènedeSulawesi(Célèbes) ont été récoltés des fossiles bien préservés deCymodocea serrulataattribué à l'espèceCymodocea michelotiWat.
LesMagnoliophytesmarines sont issues de plantes terrestres qui se sont adaptées progressivement au milieu marin. La diversité de ces plantes a amené à l'hypothèse selon laquelle la transition qui les a conduit du milieu terrestre au milieu marin a peut-être eu lieu à des époques géologiques différentes selon les espèces. Une étude phylogénétique a conduit à la conclusion que trois lignées ont indépendamment effectué ce passage:
En Europe, ladirective Habitatsimposent aux Etats une désignation et une gestion appropriée deszones Natura 2000en mer pour certains habitats dezostères. La directive cadre sur l'eau (DCE) désigne les zostères comme un élément à inclure dans l'évaluation de laqualité écologique des eauxde transition.
Laposidonie de Méditerranéeest strictement protégée autant au niveau français (Loi relative à la protection de la nature n° 76.629 du 10 juillet 1976, arrêté ministériel du 19 juillet 1988, « Loi littorale » n° 86.2 du 3 janvier 1986, Loi sur l'eau n° 92.3 du 3 janvier 1992) qu'européen (convention de Berne de 1979, annexe 1 de ladirective Habitatsde l'Union Européenne du 21 mai 1992) et méditerranéen (Convention de Barcelonede 1976).
Enfin, les herbiers marins sont aussi pris en compte par l'Unescodepuis la conférence de Rio en 1992.