La zone intertidale ou zone de balancement des marées.... étude à partir d'une sortie sur l'estran prolongée par la mise en place d'un aquarium d'eau de mer froide en classe

Sources documentaires : Guide de la faune et de la flore littorales des mers d'Europe, A.C. Campbell et J. Nicholls, 1979, Delachaux et Niestlé ; Réalisation d'un aquarium d'eau de mer froide; Annie Péron (disponible au prix de 30 francs au Marinarium de Concarneau (place de la croix, 29900 Concarneau) : novembre 1991; ouvrages spécialisés de zoologie et de botanique pour les données écologiques (voir bibliographie du site associé)

1. La zone intertidale : à partir d'une sortie sur la côte trégunoise

Principaux organismes visibles à l'œil nu observés sur la côte rocheuse abritée de Pouldohan
(Pors Breign - Commune de Trégunc, Finistère)

Les trois grands étages (supra-littoral :zone des embruns ; médio-littoral : zone intertidale scindée en sous-zones selon les temps respectifs d'immersion et d'émersion, plus on s'élève vers la zone supra-littorale, plus les temps d'émersion sont longs relativement aux temps d'immersion; et infralittoral, presque toujours immergé) sont délimités de façon théorique par les limites atteintes par la mer en période de vives-eaux (les marées sont d'amplitude la plus forte (période de vives-eaux) lors des pleines lunes et des nouvelles lunes et d'amplitude plus faible (période de mortes-eaux) lors des quartiers "montants" et "descendants"). L'amplitude des marées est de l'ordre de 4-5 m à Trégunc alors qu'il atteint 12 m ou même 16 m en certains points du littoral Nord de la Bretagne et des Côtes d'Armor. Une seule espèce de faciès battu a été ajoutée sur le schéma : les moules qui sont présentes et mêmeabondantes uniquement dans ce faciès).

a - faciès abrité

Du point de vue pratique, et pour cette côte rocheuse précise, dans un milieu abrité (on parle de faciès abrité par opposition au faciès battu ) les espèces trouvées sont placées soient en limite de répartition soit à l'endroit où elles sont les plus abondantes.

• l'étage supralittoral est marqué par des plantes à fleurs supportant les embruns salés (halophiles = "aimant" le sel : "halo" de halite, le nom du minéral de composition NaCl : chlorure de sodium). Sur les rochers de nombreux lichens (association à bénéfices réciproques = symbiose, entre un champignon et une algue unicellulaire chlorophyllienne ou une bactérie chlorophyllienne du groupe de Cyanophytes (voir classification)). Deux ceintures de lichens peuvent être distinguées : une ceinture "orange" dans la zone des embruns et une ceinture noire à la limite supérieure atteinte par les vagues. On trouve aussi à cet étage (et plus haut) un crustacé qui vit sous les pierres : la Lygie.
• l'étage médiolittoral commence avec l'apparition des petites balanes du genre Chtamalus qui recouvrent entièrement les principaux rochers. On trouve aussi des patelles (Mollusque Gastéropode brouteur d'algues, d'unicellulaires et de bactéries qui forment un film à la surface des rochers humides : les patelles ont un comportement qualifié de "homing" par les anglosaxons car elles reviennent systématiquement au même emplacement après avoir cherché leur nourriture aux alentours). On trouve aussi les premières anémones de mer : l'anémone équine (chevaline) de couleur rouge sombre à violette ou brun-noir. L'algue brune de petite taille (10 cm) assez rare que l'on trouve dans les fentes abritées est la pelvetie. On trouve aussi la toute petite littorine bleue, parfois cachée dans la cavité d'une balane morte.
  Des algues vertes commençaient à se développer en ce début de printemps et c'est un peu plus bas, vers le tiers supérieur de l'étage que l'on trouve les premières algues brunes abondantes : le fucus spiralé atteignant 50 cm sans flotteurs mais dont les extrémités renflées correspondent à des organes reproducteurs dont les gamètes sont observables au microscope. Un peu plus bas les grandes algues brunes du genre Ascophyllum (ascophylle) atteignent facilement le mètre de longueur. L'algue est pourvue de flotteurs (qui permettent une position (port) dressée dans l'eau, ce qui facilité la captation de la lumière solaire au plus près de la surface dans des eaux parfois troubles car très remuées et un peu vaseuses : ne pas oublier que toutes ces algues : vertes, rouges ou brunes possèdent de la chlorophylle (a) qui leur permet de transformer l'énergie solaire lumineuse en énergie chimique pour réaliser leur photosynthèse : synthèse de matière carbonée organique à partir du dioxyde de carbone minéral gazeux atmosphérique). Elle est aussi ramifiée (séparation en deux ou ramification dichotome uniquement comme pour toutes les algues). On peut évaluer son âge en comptant à partir du point de fixation (toutes les algues vivent fixées sauf les unicellulaires microscopiques) deux flotteurs pour la première année et un flotteur par an. Sur les ascophylle un épiphyte (organisme "végétal" vivant sur un autre) commun : Polysiphonia : une algue rouge. Mais aussi des hydraires, petits (les colonies font quelques centimètres de long) animaux de l'embranchement des Cnidaires, comme les anémones qui vivent dans de toutes petites loges disposées de façon alterne le long d'un axe. Sous les algues brunes des éponges orangées (Spongiaires) mais aussi de très nombreux Gastéropodes : gibbules et monodontes, natices (prédatrices), littorines (dont la couleur varie du jaune-orangé au vert-marron en fonction des pigments des algues qu'elles consomment),. Mais aussi des Crustacés : Bernard l'ermite et grandes balanes (Balanus balanoïdes).
  Au milieu de l'étage médiolittoral de très nombreuses étoiles de mer (Asterias rubens, l'étoile de mer commune, sous les algues brunes; mais aussi les étoiles "de shérif" Asterina gibbosa sous les pierres avec des oursins (petits (2- 3 cm) oursins verts trouvés ici) ou des ascidies (Botryllus) formant des colonies très délicates mais qui ne tiennent pas en aquarium (les ascidies font partie de l'embranchement des Stomocordés que l'on peut rapprocher des Céphalocordés et de façon plus lointaine des Cordés ou Vertébrés). La moitié inférieure de l'étage médio-littoral est marquée par la présence d'une assez grande algue brune : le fucus dentelé. Dans les mares et la mer déjà remontante, des crabes (crabes verts ou enragés, étrilles et dormeurs), des crevettes (peu nombreuses à cette époque encore trop fraîche) et un petit poisson du groupe de Syngnathes.
  Le bas de l'étage médiolittoral renferme aussi une algue rouge qui est commercialisée pour ses carraghénanes (additif gélifiant E 407) : Chondrus crispus. Une PE1 vous propose une recette de "flamby" salé consistant à faire bouillir cette algue dans du lait... immangeable.
• le coefficient 90 de cette marée ne nous a pas permis de voir les grandes algues brunes de l'étage infralittoral en place : les laminaires; mais on trouve des fragments arrachés par les vagues.

b - faciès battu

Plus exposé aux vagues on décrira la liste des espèces rencontrées qui vont être pratiquement les mêmes que dans l'autre faciès mais avec quelques nouvelles espèces cependant et globalement une richesse plus grande et un étagement plus marqué étant donné que la pente au niveau de cette côte est plus faible du côté battu que du côté abrité. VOLONTAIREMENT, on NE S'INTÉRESSERA PAS AUX MARES qui présentent bien sûr une vie intéressante (proche de celle que l'on va reconstituer dans l'aquarium) mais qui ne permet aucune comparaison entre milieu battu et abrité.

• l'étage supralittoral du faciès battu est identique à celui du faciès abrité. Les lichens noirs sont associés à de nombreuses plaques de fioul de l'Erika centimètriques à décimétriques. L'étendue de l'étage permet de bien visualiser l'apparition des petites balanes (Chtamalus), d'abord sur les flancs des rochers, plus abrités, puis sur les surfaces planes et horizontales un peu plus bas.
• l'étage médiolittoral, extrêment étendu peut aisément être scindé en différents niveaux dont nous laisseront l'étude aux spécialistes, nous parlerons juste d'étagement successif ou de ceintures qui correspondent à des limites horizontales vraiment nettes. Avec les chtamalus des petites "oasis" de vie apparaissent dans les fractures découpant les blocs granitiques: ces micromilieux sont apellés "failles" au sens écologique. Dans ces failles se développent des algues vertes (fin de l'été) et des monodontes et quelques littorines noires. Cette vie est momentanée : les êtres vivants désertent la faille à sec. Si l'on descend encore, les patelles apparaissent sur les flancs abrités des rochers. Formant une ligne très nette le lichen pygmée apparaît en grandes plaques de façon beaucoup plus nette que dans le faciès abrité. D'abord sur les parois verticales et en surplomb, plus abritées, puis, plus bas, sur les surfaces horizontales.
  Nouvelle ceinture nette: celle de la pelvetie, associée aux patelles qui sont maintenant en grand nombre. Les premières moules, de toute petite taille apparaissent dans les petites failles (les rochers sont ici assez fracturés) qui sont placées de telle façon qu'il y ai un ruissellement. Les zones planes ou les failles où l'eau est stagnante en sont dépourvues.
  Le failles et les flancs verticaux et surplombs rocheux s'enrichissent nettement en nombre d'espèces: les mollusques sont tous de petite taille (juvéniles): gibbules, monodontes, moules, patelles, des vers (un superbe ver de couleur verte: Eulalia viridis par exemple qui vit sur les rochers entre les petites colonies de moules), des nucelle (perceur de coquilles); sur les parois des balanes plus grosses que dans la partie supérieure de l'étage, et surtout de nombreuses algues , mais toujours de petite taille : des algues rouges encroûtantes (à squelette calcaire formant des plaques roses; groupe des Lithothamniées) mais aussi une magnifique petite algue rouge (plutôt de couleur brune): Laurencia pinnatifida: son goût fortement poivré en fait une des meilleures algues comestibles crues.
  L'apparition discrète puis en grands "buissons" du fucus spiralé, forme aussi une limite nette. Les moules recouvrent maintenant de grandes surfaces (mètriques) et sont de taille beaucoup plus importante. On peut aisément voir le byssus dont chaque filament se termine par un petit disque et s'accroche au rocher ou, le plus souvent, à la coquille d'un autre animal [le byssus est de nature protéique (c'est un assemblage de protéines) et secrété par une glande située à la base du pied : la nature chimique des filaments est donc analogue du collagène des vertébrés (colle qui structure la plupart de nos tissus mous mais aussi l'os) ou de la soie des arthropodes (toile d'araignée ou cocon des insectes dont la protéine principale est la fibroïne)]. Les moulières renferment une vie très riche. Un algue rouge est assez caractéristique de ces moulières (du moins sur ce site) : Porphyra umbilicalis : à fronde en forme de feuille aplatie de quelques centimètres à une vingtaine de centimètres de long au maximum; les frondes sont fixées en un seul point dans le sédiment entre les coquilles. Cette algue rouge est considérée comme la meilleure des algues comestibles, notamment cuite comme condiment dans les soupes de poisson. Cette algue est en piteux état à cette époque : les frondes sont brunes et en décomposition. De nouveaux thalles vendront colonbiser l'espace au printemps. On trouve aussi dans les failles de nombreuse algues vertes (Ulves, Cladophora...) dont la plupart ne sont pas fixées, ont donc été détachées des pieds et vont bientôt mourir.
• la limite supérieure de l'étage infralittoral est marquée par l'apparition du fucus dentelé mais ont peut aisément voir la limite dans la mesure où l'intégralité de la roche est maintenant recouverte d'algues brunes, ce qui forme à nouveau une ceinture nette. On trouve aussi l'algue rouge Chondrus crispus mais beaucoup d'autres espèces peuvent être récoltées sous le tapis d'algues brunes (je parle de tapis mais il ne faut oublier que si l'on s'imagine la zone à marée haute les algues brunes sont dressées, notamment à cause de leurs flotteurs...) : corallines (à squelette calcaire que l'on voit très bien, d'une blancheur éclatante, lorsque l'algue est morte et qu'il ne reste plus que son squelette), Palmaria palmata (une belle algue rouge aux frondes larges at qui peut atteindre plusieurs dizaines de centimètres de longeur; elle est à la fois assez caractéristique des milieux battus et bonne à consommer, une fois cuite). La vie anaimale est aussi riche: étoiles de mer, très nombreuses (les moules, met favori des étoiles ne sont pas loin), de nouveaux gastéropodes comme les calliostomes (troque très pointue en forme de jujube: fruit du jujubier.. pas très commun de par chez nous: on pourrait plutôt dire en forme de balise cônique.), les Ocenebra (comme des Murex). Sous les cailloux, des bryozoaires, oursins, ophiures, étoiles de mer, des crabes (dormeurs, étrilles, crabes verts) et des porcellanes (petits crustacés de la même famille que les galathées et qui ne sont donc pas des crabes (Brachyoures) mais des Anomoures). On y trouve aussi déjà des crampons de laminaires dont les frondes ont été arrachées (on est à la fin de l'été) mais qui pourront repousser au printemps (à la différence des autres algues présentes ici): Saccorhiza bulbosa et Laminaria hyperborea sont présentes, tout comme Himanthalia elongata (dont on ne trouve en hiver que la petite cupule située au-dessus du crampon).

c - comparaisons

Du point de vue écologique la répartition des organismes doit être étudiée d'une part en fonction de

• la durée d'émersion et des adaptations physiologiques liées à celles-ci :
  • protection contre le dessèchement,
  • lutte contre l'augmentation de la salinité si l'organisme reste dans une mare de la partie supérieure de l'étage médiolittoral qui connaît une forte évaporation,
  • adaptation à la variation de température (gel en hiver et très grande chaleur en été).
• le faciès battu ou calme (abrité): le premier favorise l'oxygénation et la nutrition des organismes mais provoque aussi leur arrachement voire leur destruction par des chocs : il y a aussi le facteur luminosité pour les phototrophes lié à la turbidité de l'eau. Globalement le faciès battu est plus étagé, les limites de zone sont plus nettes (ce qui est lié à la pente) et plus riche (en nombre d'espèces, ce qui se voit notamment au niveau des couleurs de façon très explicite) que le faciès abrité.

Dans l'aquarium tous ces facteurs sont gommés sous réserves que les techniques mises en place soient efficaces et que l'on oublie pas de nourrir les animaux: l'eau est claire, son niveau ne varie pas, la salinité est constante tout comme l'oxygénation (en fonction tout de même de la température) ainsi que la luminosité....

2. Mise en place de l'aquarium d'eau de mer froide : partie technique

Sous la direction d'Annie Péron du Marinarium de Concarneau a été mis en place ce 23 mars 2000 un aquarium d'eau de mer de 35 L avec

• une bonne couche de sable grossier siliceux de plage NON LAVE et donc vivant ( c'est un sédiment qui contient de nombreuses bactéries essentielles pour le maintien de l'écosystème contrôlé de l'aquarium)
• qui repose sur une grille fine (plastique) soutenue par des montants en bois de façon à ce qu'un courant d'eau permanent soit maintenu à travers le sable grâce à
• une pompe aspirante immergée placée sur le côté de l'aquarium (350 L/h)
• un bulleur à air
• un néon avec tube horticole pour une éclairage régulier et le maintien des producteurs primaires phototrophes de l'aquarium (unicellulaires planctoniques, libres dans l'eau ou en film à la surface des rochers et du sable, et algues vertes et rouges fixées sur les rochers) : un néon ordinaire est de toute façon préférable à une ampoule à filament qui chaufferait trop l'aquariu : le maintien de la température basse la plus proche possible du milieu naturel est le gage de la réussite de l'aquarium.
• les algues brunes (seules plantes) sont retirées car elles ne résistent pas bien
• les animaux ont été choisis volontairement de petite taille car ils s'acclimatent mieux et peuvent grandir : une patelle, des gibbules et bigorneaux, deux oursins et trois étoiles de mer, quelques superbes anémones, deux petits crabes et quelques bernard l'ermite et une malheureuse crevette ; l'unique poisson (syngnathe est mort dans la nuit)...
• de nouveau pensionnaires pourront venir grossir les rangs au fur et à mesure de l'année
• l'eau de mer juste filtrée (récupérée au robinet au marinarium) contient encore du plancton et bien sûr des bactéries; normalement avec la mise en place d'un couvercle de verre juste posé (non hermétiquement ajusté) sur le dessus de l'aquarium pour limiter l'évaporation (pièce PEU CHAUFFÉE), il ne sera pas nécessaire d'en ajouter. Si vraiment l'évaporation était trop importante il serait préférable de la renouveler par moitié environ plutôt que de réaliser de petits apports.

Pour tous renseignements complémentaires pratiques on peut se référer à la petite brochure réalisée par Annie Péron et disponible au prix de 30 francs au marinarium (place de la croix, 29900 Concarneau) : Réalisation d'un aquarium d'eau de mer froide; novembre 1991.

 
Le réseau trophique (de matière et d'énergie) au sein de l'aquarium :
un écosystème contrôlé par l'homme.
Les flèches jaunes indiquent la phototrophie, les flèches rouges et oranges la chimiotrophie et les transferts de matière entre autotrophes et hétérotrophes et entre hétérotrophes (la flèche rouge signifie "est mangé par"). Les flèches oranges indiquent l'utilisation de la matière organique (cadavres et surtout déchets comme les excréments (pelotes fécales)) par les bactéries présentent dans l'eau de mer (non représenté) et surtout dans le sable (pour les concepts voir cours sur la nutrition).

Comme entretien il est nécessaire de donner à manger à chaque organisme de grande taille individuellement si l'on veut éviter le cannibalisme : des moules (environ 3 par semaine) suffisent (les moules congelées conviennent). On dépose donc deux fois par semaine environ un petit fragment de moule sur chaque anémone, devant chaque crabe ou étoile de mer.... Pour les filtreurs (pas encore au 26/03/2000) comme les moules, des artémia (petits crustacés Copépodes) peuvent être facilement distribués et sont aussi source d'observations en microsocopie.

3. Utilisation pédagogique d'un aquarium (dans une classe)

Qu'est-ce qu'un élevage ou un aquarium ?

C'est un milieu de vie (habitat, écosystème) plus ou moins fermé et contrôlé par l'homme (artificiel dans le sens où il est isolé par l'homme du reste de la nature). On peut aussi parler d'un "coin-nature" au sens élargi d'une petite portion de l'environnement naturel.
On pourrait objecter aussi que ce n'est pas un vrai écosystème car tous les êtres vivants nécessaires à un équilibre alimentaire notamment ne sont pas présents. C'est exact mais si un élevage se maintient dans le temps c'est qu'il est équilibré, même s'il nécessite des apports réalisés par l'homme.
Un élevage, un aquarium, c'est un écosystème isolé et maintenu par l'homme.
Quelles que soient les précautions prises, en classe, il contient toujours de très nombreux êtres vivants : bactéries, unicellulaires et champignons sont toujours présents. Plantes et animaux sont aussi difficilement séparables, même si vous n'avez qu'une tortue dans un cage de verre très propre : vous lui donnez des végétaux comme nourriture et elle possède à la surface de son corps et dans son appareil digestif des micro-organismes des trois autres règnes. Dans un terrarium, tous les règnes sont toujours représentés dans la terre. Dans un aquarium les mycètes sont peut-être les moins nombreux mais on connaît des champignons aquatiques et marins (des levures notamment et des mycètes du groupe des oomycètes que l'on appelle aussi les moisissures aquatiques et que l'on trouve notamment comme parasites des branchies de poissons).

Pourquoi un élevage-culture-aquarium ?

d'après Tavernier, 1976, Guide du maître: les animaux, les élevages:
- répond au besoin affectif de l'enfant
- responsabilisation: mise en place de ses organismes (plantes, animaux...) qu'il a récolté lui-même; entretien régulier
- sociabilisation, travail d'équipe pour l'installation, l'entretien, l'étude...
- support pédagogique, aide et soutien à la motivation, au questionnement (scientifique...), toujours à disposition du maître dans la classe (notamment pour des questions de reproduction et d'une façon très générale pour tout ce qui concerne le travail du vivant : relation, nutrition, reproduction). Quelques idées d'utilisation seront développées au fur et à mesure dans les pages sur le TRIDACT.

Un exemple d'utilisation

4. autres applications et sujets voisins

• réalisation d'un alguier
• des conseils pour l'observation d'une flaque d'eau par les enfants (réalisation d'une visionneuse très simple):
• des "expériences" (qui sont des observations): reviviscence des pelvéties, nutrition de l'arenicole et d'autres observations sur le travail de relation de nutrition
• pour la préparation de la sortie (respect du milieu et consignes de sécurité) et éventuellement un travail après la sortie sur la sécurité
• pour l'étude des marées, je vous conseille les moulins à marée (moulin mer)