La recherche en Polynésie française

À l’image de nombreuses communautés insulaires du Pacifique sud, les populations polynésiennes sont très dépendantes des produits de la mer, qui constituent souvent la ressource nutritionnelle de base et une source de revenus non négligeable.

Cependant, de nombreux cas d'empoisonnement consécutifs à la contamination de poissons lagonaires mais aussi d’invertébrés, tels que certains mollusques (e.g. bénitiers, trocas) et échinodermes (oursins) par des biotoxines marines sont à déplorer chaque année. La ciguatéra étant l’intoxication la plus fréquente.

Ces phénomènes d’empoisonnement ont entraîné des modifications du comportement alimentaire des populations et renforcent la transition alimentaire due à l’occidentalisation des mœurs qui a déjà eu des répercussions sanitaires visibles. La salubrité des produits marins représente ainsi un enjeu de santé publique et un défi économique en Polynésie française.

Dans ce contexte, en étroite collaboration avec l'Institut Louis Malardé (institut de recherche polynésien), l’IRD mène, depuis de nombreuses années, des travaux visant à une meilleure maîtrise des risques sanitaires liés à la consommation des ressources lagonaires. Plus particulièrement, l’IRD développe des études sur

• l’implication des invertébrés marins dans de nouvelles formes d’intoxication,
• la toxicité des cyanobactéries marines benthiques proliférantes,
• les nouvelles méthodes de surveillance des biotoxines marines circulant dans l’environnement,
• et l’amélioration de la détection/quantification des toxines accumulées dans les produits marins destinés à la consommation humaine.

La perliculture constitue non seulement un des trois plus importants piliers économiques de la Polynésie française mais elle participe aussi à l’identité du pays et constitue un levier pour le gouvernement dans l’aménagement du territoire (lutte contre la désertification des îles éloignées de Tahiti).

L’IRD aborde l’étude de la perliculture sous différents angles, le plus souvent par des approches pluridisciplinaires et pluri-acteurs. Les études des agents IRD de l’UMR-EIO affectés en Polynésie française sont menées en étroite collaboration avec l’Université de Polynésie française, avec l’IFREMER mais aussi avec les services du Pays (e.g. Direction des Ressources marines et Délégation à la Recherche de Polynésie française).

Elles portent essentiellement sur l’étude de la vulnérabilité des lagons perlicoles (blooms toxiques, évaluation de la capacité de charge du milieu) qui se traduit parfois par des mortalités massives (ressources et cheptels) et de fortes pertes de biodiversité. En collaboration avec les partenaires du pays (DRM, municipalités) des travaux sont aussi menés sur la gestion des déchets de la perliculture et sur la définition de plan de gestion intégrée, notamment sur le site perlicole des Gambier (programme RESCCUE et QUALISANT).

L’IRD participe aussi à cette thématique via l’implication régulière de chercheurs de l’UMR Entropie basés à Nouméa, notamment dans le cadre du projet ANR MANA (2017-2021). Ce projet porte sur le fonctionnement et gestion des atolls perlicoles en Polynésie Française et aux Iles Cook. Il comprend de la mesure des processus physiques, de la modélisation des lagons, et des scenarios de planification spatiale des lagons.

L’essor démographique sans précédent constaté à l’échelle mondiale se traduit notamment par un impact grandissant des pollutions, y compris dans les régions insulaires relativement isolées du Pacifique, qui ont longtemps fait figure de zones épargnées.  Dans ce contexte, une partie croissante de nos actions récentes s’oriente vers l’étude de plusieurs types de pollutions anthropiques, certaines générées par des activités conduites à des échelles locales (e.g. perliculture), d’autres résultant d’activités à l’échelle du bassin (e.g. DCP échoués issus de la pêche hauturière industrielle dans le Pacifique ; ingestion des microplastiques par les poissons).

Ainsi, à titre d’exemple, à l’échelle locale, l’IRD a contribué à développer une méthode d’estimation de la production de déchets issus des activités perlicoles, dans une perspective d’analyse de faisabilité de leur collecte et de leur réduction à la source (Programme international RESCCUE sur le site pilote des Gambier). Actuellement nous développons des collaborations avec des UMR de métropole sur la contamination chimique des bénitiers (mollusques emblématiques et ressource vivrière traditionnelle pour les populations des îles).

A une échelle plus régionale (ensemble de l’archipel des Tuamotu) l’IRD coordonne, en lien avec la DRM, un programme sur des déchets issus de l’autre grande activité maritime : la pêche. Il s‘agit de développer de nouvelles méthodes d’évaluation, puis de quantifier les quantités de Dispositifs de concentrations de poissons (DCP) dérivants qui sont déployés par des flottilles étrangères en dehors de la ZEE de la Polynésie française, mais qui viennent ensuite s’échouer sur les rives des îles de l’archipel des Tuamotu, créant de multiples problèmes (pollution, dégradation de l’habitat corallien et de la biodiversité, risque pour la navigation côtière, mauvaise image touristique).

A plus grande échelle encore, en collaboration avec plusieurs universités étrangères, notamment avec l’université d’Auckland (Nouvelle Zélande), l’IRD a contribué à comparer l’ingestion de plastiques des principaux poissons consommés par les populations locales dans plusieurs régions du Pacifique Sud très éloignées des grands centres urbains et industriels de la planète.

Ces travaux qui soulèvent la question de la sécurité alimentaire de populations insulaires (par ailleurs très dépendantes de leurs ressources vivantes locales) à des échelles régionales dans le Pacifique Sud, confirment l’urgence de traiter différemment la question de la production et de la gestion des déchets (notamment plastiques) à l’échelle mondiale.

Mieux comprendre, et ensuite prévoir, les impacts des variations météorologiques/climatiques  sur l’océan, et en particulier sur la production primaire marine, à la base de la chaine trophique, est d’une importance capitale pour le suivi et la gestion des écosystèmes et des services écosystémiques qui en dépendent. Or, l’Indo-Pacifique est sujet à une forte variabilité météorologique et climatique à grande-échelle (e.g. évènements El Niño/La Niña) , comme le souligne Takeshi Izumo (IRD, UMR-EIO, https://takeshi-izumo.locean-ipsl.upmc.fr). Ses impacts ont été bien moins étudiés dans le Pacifique Sud que dans le Pacifique Nord. Ils peuvent de surcroît être renforcés par le réchauffement climatique.

Dans ce contexte, une partie de nos actions est consacrée au milieu hauturier sur l’étude du lien entre « changement global – hydrodynamisme – production primaire ».

Basée sur l’observation et la caractérisation des dynamiques océaniques (physique, chimique et biologique) de l’océan hauturier en Polynésie française, cette thématique s’intéresse aux cycles temporels allant de la variabilité diurne à la variabilité décennale. Démarrée au sein de l’UMR-EIO en 2013, cette thématique se poursuit, en lien étroit avec le laboratoire GEPASUD de l’UPF, la Direction des Ressources Marines (DRM) de Polynésie française et l’UMR LOPS en métropole.

Actuellement, nous élargissons ce domaine d’investigation en analysant l’impact des variations climatiques sur les trajectoires des masses d’eau, pour mieux comprendre la dérive des DCP et des plastiques, en connexion avec plusieurs de nos projets en cours.

METHODES INNOVANTES DE LUTTE ANTI-VECTORIELLE : CONTROLE DES MOUSTIQUES VECTEURS DE MALADIES

Les maladies à transmission vectorielle représentent un véritable problème de santé publique dans les États et Territoires Insulaires d’Océanie, qui ont été, ces dernières années, le siège de nombreuses flambées épidémiques et d’émergence d’arboviroses. En l'absence de traitements spécifiques ou de vaccins, la seule méthode pour prévenir la transmission des arbovirus consiste à limiter le contact entre l’homme et le vecteur au travers de la lutte anti-vectorielle.

L’IRD - UMR MIVEGEC - en partenariat avec l’Institut Louis Malardé (institut d’accueil), s’investit dans le développement de recherches pour la mise en place de nouvelles méthodes de lutte anti-vectorielle s’affranchissant d’insecticides et dirigées contre les moustiques du genre Aedes, vecteurs de maladies (dengue, Zika, chikungunya, filariose lymphatique) en Polynésie française et dans le Pacifique Sud. Les programmes de recherche sont centrés sur le développement, l’évaluation et la validation sur le terrain de stratégies durables de lutte anti-vectorielle intégrant des méthodes innovantes et respectueuses de l’environnement (basées sur la technique de l’insecte stérile et ses dérivés), le développement d’indicateurs d’efficacité et de durabilité de ces stratégies, et la mise en place d’un réseau de surveillance des maladies à transmission vectorielle impliquant la validation de nouvelles méthodes de détection d'agents pathogènes chez le moustique. L’IRD (UMR MIVEGEC) est partie prenante des programmes RESVEC, SUMOPAC, MATA’EA, PAC-SIT, programmes d’envergure régionale (à l’échelle du Pacifique) et internationale.

Pour Françoise Mathieu-Daudé, responsable de cette thématique pour l’IRD dans le Pacifique Sud, « la mise en œuvre de méthodes de lutte anti-vectorielle innovantes pour le contrôle des populations de vecteurs aura de nombreux impacts positifs pour la Polynésie française : conséquences sanitaires (contrôle de la transmission des arboviroses), économiques (effets bénéfiques sur le tourisme) et écologiques (alternative aux insecticides, meilleure protection de la faune). Le développement de ces recherches, au travers de l’exécution des programmes, constituera la base d’une plateforme de coopération et de projection régionales avec les États et Territoires Insulaires Océaniens ».

Partenariats et collaborations : Institut Louis Malardé, Direction de la Santé de Polynésie française, Université de la Polynésie française, Queensland Institute of Medical Research, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation, Ministry of Health Cook Islands, Scientific Research Organisation of Samoa, Ministry of Health Chile, UC Berkeley, Institut Pasteur Paris, Université Sorbonne.

Pour être efficace et opérationnelle l’étude de la vulnérabilité des écosystèmes nécessite de disposer en préalable d’outils adaptés pour l’observation, la collecte et l’analyse des données.

Cela nécessite de développer un effort de recherche méthodologique afin de pouvoir s’appuyer sur de nouveaux protocoles ou outils méthodologiques (e.g. stratégies d’échantillonnages, indicateurs, analyses statistiques), adaptées au contexte, aux particularités des écosystèmes insulaires, ainsi qu’aux priorités locales en terme de gestion.

Dans ce contexte, une autre partie significative de nos activités de recherche vise à développer et/ou à adapter des méthodologies innovantes pour caractériser et suivre plusieurs composantes de la biodiversité des milieux insulaires exploités et différents aspects de leur vulnérabilité.

Ces actions méthodologiques portent sur trois étapes différentes de la démarche du suivi des écosystèmes :

1. Définition de stratégies d’échantillonnages :

• «Guidelines» techniques pour optimiser l’échantillonnage des poissons coralliens
• Proposition de nouveaux protocoles pour l’évaluation des DCP échoués (dont un protocole collaboratif impliquant la participation des populations locales)
• Définition d’une taille minimale d’échantillonnage pour évaluer la contamination des poissons aux plastiques.

2. Sélection de descripteurs/indicateurs de suivi :

• Développement de nouveaux protocoles de sélection des indicateurs de biodiversité en fonction des caractéristiques et objectifs propres à chaque étude 
• « Guidelines » pour la sélection d’indicateurs de capacité de charge des lagons perlicoles pour anticiper les crises dystrophiques et les mortalités massives qui en découlent.

3. Mise en œuvre de techniques d’analyses des données adaptées, parfois originales, pour caractériser la réponse des peuplements insulaires face aux forçages.

Plus largement, au cours de ces dernières années les travaux de l’IRD en Polynésie française se sont intéressés à la réponse d’un large spectre de peuplements (animaux et végétaux), avec un investissement nettement plus marqué en milieu marin.

Outre l’action des agents IRD de l’UMR-EIO, qui sont affectés en Polynésie française, les travaux de l’IRD sur ce territoire bénéficient de l’investissement important de chercheurs IRD basés à Nouméa, principalement de l’UMR ENTROPIE (e.g. travaux sur les bénitiers et les macroalgues et désormais aussi sur les oiseaux marins) et de l’UMR IMBE (e.g. Chat haret et oiseaux), ainsi que de l’intervention régulière d’autres chercheurs basés en métropole, en particulier au sein de l’UMR LEMAR (e.g. travaux sur les éponges), et de l’UMR LOPS (notamment pour les actions en milieu hauturier en lien avec le réchauffement climatique). Ces actions sont complétées par l’apport plus ponctuel d’autres chercheurs IRD qui sont impliqués sur certains programmes (e.g. UMR MIO et MARBEC).

Les milieux insulaires tropicaux terrestres concentrent une biodiversité remarquable sur des espaces relativement limités. Cette richesse naturelle est aujourd’hui menacée par les espèces invasives, le changement climatique, l’urbanisation, l’agriculture, pouvant se traduire par la raréfaction ou disparition d’espèces. L’IRD développe des actions de recherche sur la flore et faune de Polynésie française pour une meilleure compréhension de la répartition de la biodiversité et des impacts des espèces exotiques invasives dans les écosystèmes insulaires.

La grande diversité (géologique, climatique, topographique) des îles de Polynésie française, combinée à l’isolement au sein du Pacifique, a favorisé l’existence d’une grande variété de biotopes permettant une diversification spécifique de la flore. Les recherches visent à mieux caractériser l’écologie des espèces endémiques et indigènes non endémiques des plantes à fleurs de la flore polynésienne. Pour Philippe Marmey, « une meilleure compréhension de la distribution des espèces contribuera à la gestion et conservation de la biodiversité ».

Les espèces invasives sont la principale menace pesant sur la biodiversité terrestre de Polynésie française. Des espèces telles que la plante Miconia, l’oiseau Martin triste, les rats noir et polynésien, l’escargot Euglandine, toutes introduites par l’homme, mettent en péril les espèces endémiques polynésiennes. « La biodiversité de Polynésie française est aujourd’hui constituée en grande partie d’espèces non indigènes, les espèces invasives ayant fortement réduit la biodiversité native », explique Simon Ducatez, en charge de cette thématique. Les actions de recherche visent à caractériser la distribution et le comportement de certaines espèces invasives, leurs interactions avec les espèces natives de l’archipel (en particulier les oiseaux), et à étudier l’efficacité des mesures visant à limiter leur impact. La santé des écosystèmes terrestres et marins étant intimement liée, ces projets visent également à comprendre l’impact des espèces invasives (et des mesures de gestion de ces espèces) sur la connexion entre écosystèmes terrestres et marins.

A terme, la compréhension des facteurs contrôlant la distribution des espèces natives terrestres et du rôle des espèces envahissantes dans ces écosystèmes devrait favoriser une gestion plus durable des écosystèmes terrestres et marins insulaires, avec des retombées en termes de conservation de la biodiversité et du patrimoine culturel polynésien, mais aussi de services écosystémiques liés au tourisme et à la pêche (santé des récifs coralliens) ainsi qu’à l’agriculture.

Collaborations en place ou à venir : Birdlife International, Délégation à la Recherche de la Polynésie française, Gump Station of Moorea, Musée de Tahiti et des Iles, Société d'Ornithologie de Polynésie MANU, Tetiaroa Society, UMR AMAP