Imaginez que vous mangez constamment, mais que vous mourrez lentement de faim. Des centaines d’espèces de mammifères marins, de poissons, d’oiseaux et de tortues de mer sont confrontés à ce risque chaque jour lorsqu’ils confondent les débris de plastique avec de la nourriture.

On trouve des débris de plastique dans les océans du monde entier. Les scientifiques ont estimé qu’il y a plus de cinq mille milliards de morceaux de plastique pesant plus d’un quart de million de tonnes flottant en mer à l’échelle mondiale. La plupart de ces débris plastiques proviennent de sources terrestres et se retrouvent dans les océans et les baies, en grande partie à cause d’une mauvaise gestion des déchets.

Le plastique n’est pas biodégradable, mais en mer, les gros morceaux de plastique se décomposent en fragments de plus en plus petits, faciles à consommer pour les animaux. Rien de bon ne vient aux animaux qui prennent le plastique pour un repas. Ils peuvent souffrir de malnutrition, d’occlusion intestinale ou d’un empoisonnement lent par des produits chimiques contenus ou attachés au plastique.

Malgré l’omniprésence et la gravité de ce problème, les scientifiques ne comprennent toujours pas complètement pourquoi tant d’animaux marins font cette erreur en premier lieu. Il est communément admis, mais rarement vérifié, que les oiseaux de mer mangent des débris de plastique parce qu’ils ressemblent à leurs proies naturelles. Cependant, dans une étude que mes coauteurs et moi-même venons de publier dans Science Advances, nous proposons une nouvelle explication : Pour de nombreuses espèces en péril, les débris plastiques marins produisent également une odeur que les oiseaux associent à de la nourriture.

Un nez pour le soufre

Les animaux les plus sévèrement impactés sont peut-être les oiseaux marins à nez tubulaire, un groupe qui comprend les albatros, les puffins et les pétrels. Ces oiseaux sont pélagiques : ils restent souvent en mer pendant des années, à la recherche de nourriture sur des centaines ou des milliers de kilomètres carrés d’océan ouvert, ne visitant la terre ferme que pour se reproduire et élever leurs petits. Nombre d’entre eux sont également menacés d’extinction. Selon l’Union internationale pour la conservation de la nature, près de la moitié des quelque 120 espèces d’oiseaux de mer à nez tubulaire sont soit menacées, soit en danger, soit en danger critique d’extinction.

Bien qu’il y ait beaucoup de poissons dans la mer, les zones qui contiennent de la nourriture de manière fiable sont très inégales. En d’autres termes, les oiseaux de mer à nez tubulaire cherchent une « aiguille dans une botte de foin » lorsqu’ils s’alimentent. Ils peuvent être à la recherche de poissons, de calmars, de krill ou d’autres objets, et il est possible que les débris plastiques ressemblent visuellement à ces proies. Mais nous pensons que cela ne raconte qu’une partie d’une histoire plus complexe.

Des recherches pionnières menées par le Dr Thomas Grubb Jr au début des années 1970 ont montré que les oiseaux de mer à nez tubulaire utilisent leur puissant sens de l’odorat, ou olfaction, pour trouver efficacement de la nourriture, même lorsqu’un épais brouillard obscurcit leur vision. Deux décennies plus tard, Gabrielle Nevitt et ses collègues ont découvert que certaines espèces d’oiseaux de mer à nez tubulaire sont attirées par le sulfure de diméthyle (DMS), un composé sulfuré naturel parfumé. Le DMS provient d’algues marines, qui produisent un produit chimique apparenté, le DMSP, à l’intérieur de leurs cellules. Lorsque ces cellules sont endommagées – par exemple, lorsque les algues meurent ou que des herbivores marins comme le krill les mangent – le DMSP se décompose et produit du DMS. L’odeur du DMS avertit les oiseaux marins que de la nourriture est à proximité – non pas les algues, mais le krill qui consomme les algues.

Le Dr Nevitt et moi nous sommes demandés si ces oiseaux marins étaient incités à consommer des débris de plastique marin en raison de leur odeur. Pour tester cette idée, mes coauteurs et moi avons créé une base de données rassemblant toutes les études que nous avons pu trouver et qui ont enregistré l’ingestion de plastique par les oiseaux marins à nez tubulaire au cours des 50 dernières années. Cette base de données contenait les informations de plus de 20 000 oiseaux de plus de 70 espèces. Elle a montré que les espèces d’oiseaux qui utilisent le DMS comme indice de recherche de nourriture mangent du plastique près de six fois plus fréquemment que les espèces qui ne sont pas attirées par l’odeur du DMS pendant la recherche de nourriture.

Pour tester davantage notre théorie, nous devions analyser l’odeur des débris plastiques marins. Pour ce faire, j’ai pris des perles des trois types de plastique flottant les plus courants – polypropylène et polyéthylène basse et haute densité – et je les ai cousues à l’intérieur de sacs à mailles personnalisés, que nous avons attachés à deux bouées au large de la côte centrale de la Californie. Nous avons émis l’hypothèse que les algues recouvriraient le plastique en mer, un processus connu sous le nom de biofouling, et produiraient du DMS.

Après que le plastique ait été immergé pendant environ un mois en mer, je l’ai récupéré et apporté à un laboratoire qui n’est généralement pas un arrêt pour les scientifiques marins : l’Institut Robert Mondavi pour la science de la nourriture et du vin à UC Davis. Nous y avons utilisé un chromatographe en phase gazeuse, spécialement conçu pour détecter les odeurs de soufre dans le vin, la bière et d’autres produits alimentaires, afin de mesurer la signature chimique de nos débris marins expérimentaux. Les composés soufrés ont une odeur très distincte ; pour les humains, ils sentent les œufs pourris ou les algues en décomposition sur la plage, mais pour certaines espèces d’oiseaux marins, le DMS sent délicieusement bon !

Surement, chaque échantillon de plastique que nous avons collecté était recouvert d’algues et avait des quantités substantielles de DMS associées. Nous avons trouvé des niveaux de DMS supérieurs aux concentrations de fond normales dans l’environnement, et bien au-dessus des niveaux que les oiseaux de mer à nez tubulaire peuvent détecter et utiliser pour trouver de la nourriture. Ces résultats fournissent la première preuve que, en plus de ressembler à de la nourriture, les débris plastiques peuvent également confondre les oiseaux de mer qui chassent à l’odeur.

Quand les déchets deviennent des appâts

Nos résultats ont des implications importantes. Tout d’abord, ils suggèrent que les débris de plastique peuvent être une menace plus insidieuse pour la vie marine que nous le pensions auparavant. Si le plastique a l’apparence et l’odeur de la nourriture, il est plus susceptible d’être confondu avec une proie que s’il ne fait que ressembler à de la nourriture.

Deuxièmement, nous avons découvert, grâce à l’analyse des données, que les petits oiseaux marins qui nichent dans des terriers et qui sont secrets, comme les prions, les pétrels tempêtes et les puffins, sont plus susceptibles de confondre le plastique avec de la nourriture que leurs parents plus charismatiques qui nichent en surface, comme les albatros. Cette différence est importante car les populations d’oiseaux marins nichant dans des terriers, difficiles à observer, sont plus difficiles à compter que les espèces nichant en surface, de sorte qu’elles ne sont souvent pas surveillées d’aussi près. Par conséquent, nous recommandons une surveillance accrue de ces espèces moins charismatiques qui peuvent être plus à risque d’ingestion de plastique.

Enfin, nos résultats permettent de mieux comprendre pourquoi certains organismes marins sont inexorablement piégés en prenant le plastique pour de la nourriture. Les modèles que nous avons trouvés chez les oiseaux devraient également être étudiés dans d’autres groupes d’espèces, comme les poissons ou les tortues de mer. Réduire la pollution plastique marine est un défi à long terme et à grande échelle, mais comprendre pourquoi certaines espèces continuent à prendre le plastique pour de la nourriture est la première étape pour trouver des moyens de les protéger.