Les coraux sont menacés par le réchauffement climatique

jece n’est pas nouvelles que les récifs coralliens sont en eau chaude. Les coraux, qui sont des animaux sédentaires associés aux anémones de mer, contiennent des algues dans leurs tissus, leur fournissant de la nourriture ainsi que des couleurs qui attirent les touristes. Cependant, à mesure que la température augmente, les mécanismes photosynthétiques de ces algues se confondent. Au lieu d’oxygène moléculaire, le résidu normal de la photosynthèse, ils commencent à produire des composés riches en oxygène hautement réactifs et donc toxiques, tels que les peroxydes. S’ils en font trop, les hôtes les chasseront, blanchissant le corail en blanc.

Les coraux blanchis peuvent persister pendant un certain temps, mais en privant leurs symbiotes de nutriments, ils sont vulnérables aux maladies. Enfin, si la température ne baisse pas suffisamment pour permettre aux algues de se rétablir, elles mourront.

Et le monde se réchauffe. En conséquence, les niveaux de corail ont chuté de 30 à 50 % depuis 1980.

Localement, les choses peuvent être encore plus dramatiques. En seulement trois ans (2015-2018), la Grande Barrière de Corail australienne a perdu plus de 30 % de ses coraux à cause de la décoloration. Des enquêtes menées en mars ont montré qu’un autre épisode de blanchissement est actuellement en cours. Ce cas est particulièrement préoccupant car il est le premier à avoir lieu lors du refroidissement de l’océan Pacifique, appelé La Niña, et non lors de son réchauffement à El Niño ou entre les deux.

Ces pertes n’affectent pas que les touristes. Les récifs coralliens sont des éléments importants de l’écologie mondiale. Ils abritent un tiers des espèces marines multicellulaires, dont de nombreux poissons d’importance commerciale. Ils offrent également une protection gratuite sur la plage. Des villes comme Cancun, Honolulu et Miami comptent sur eux pour faire avancer les vagues. Selon une étude publiée en 2014 par Robert Costanza, économiste à l’University College de Londres, de tels avantages valent jusqu’à 10 000 milliards de dollars par an. La préservation des récifs revêt donc une importance à la fois pratique et esthétique. Par conséquent, quelque chose doit être fait pour arrêter le blanchiment causé par la chaleur.

Une approche consiste à identifier les espèces qui sont déjà résistantes à la chaleur et à les amener sur des récifs menacés. Certains des exemples les plus importants de coraux résistants à la chaleur proviennent du golfe d’Aqaba, à la pointe nord de la mer Rouge, l’un des points les plus chauds de la planète. De nombreuses espèces de coraux trouvées ici peuvent exposer à la chaleur, ce qui peut provoquer un blanchissement massif ailleurs. Une étude publiée en 2021 par Romain Savary de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne a montré qu’un constructeur particulier de récifs de la mer Rouge Stylophora pistillata a pu supporter une élévation de plus de 5°C au-dessus des 27°C auxquels il vit normalement – une élévation plus élevée qu’en ce siècle sur Terre.

On peut supposer que des poches thermorésistantes similaires se sont développées ailleurs. Anne Cohen du Woods Hole Oceanographic Institute dans le Massachusetts est responsable d’un projet récemment lancé pour identifier ce type de “superriffe” dans le monde entier. À l’aide d’une combinaison d’analyse génétique et de modélisation hydrologique, il cherche à trouver des récifs résistants à la chaleur et génétiquement diversifiés et pouvant donc potentiellement redonner aux zones blanchies voisines leur ancienne gloire. Elle espère ensuite étendre la protection de ces récifs pour augmenter leurs chances de survie en tant que ressources résistantes à la chaleur dans le futur.

Cependant, le développement de la résistance à la chaleur n’est pas seulement une question de géographie. Il a également été trouvé dans le monde entier dans les coraux, qui vivent côte à côte avec des spécimens plus vulnérables. Cela suggère que ses origines sont complexes. Christian Voolstra de l’Université de Constance en Allemagne (qui est également co-auteur d’un article du Dr Savary) dirige un projet visant à identifier les parties responsables du génome corallien.

Certaines personnes n’aiment pas la chaleur

Pour ce faire, il expose les différents coraux à une chaleur intense pour voir comment ils se portent. Bien que ce test d’effort de 18 heures, connu sous le nom de basse (Coral Bleaching Automated Stress System) ne peut pas capturer tous les effets du blanchiment à long terme et espère que les coraux les plus résistants au blanchiment montreront leur force.

Une fois que vous avez identifié quels coraux sont résistants, l’étape suivante consiste à rechercher des gènes ou des variantes génétiques que ces coraux partagent mais que d’autres n’ont pas. Les recherches préliminaires du Dr Voolstra l’amènent à croire que seuls quelques gènes sont effectivement responsables. Et tandis que certains d’entre eux sont géographiquement spécifiques, il espère que d’autres seront trouvés partout dans le monde.

D’autres preuves vont également dans ce sens. En 2020, Phillip Cleves de l’Université de Stanford a publié un article montrant que la suppression d’un gène spécifique d’une espèce appelée Acropora millepora réduit considérablement sa capacité à résister à la chaleur. Si de tels gènes de résistance pouvaient être catalogués et détectés sur le terrain, cela permettrait aux chercheurs d’identifier les coraux résistants beaucoup plus rapidement que basse saab. Cela peut être fait en utilisant les conséquences biochimiques faciles à détecter de leur présence (un soi-disant biomarqueur) ou une nouvelle génération d’appareils de séquençage de gènes portables qui sont maintenant sur le marché.

Même si toute la complexité génétique de la résistance à la chaleur peut être établie, d’autres secrets demeurent. Certains coraux sont capables de survivre à la chaleur qui tue à la fois leurs plus proches cousins ​​et leurs voisins indépendants. Cela a conduit à la spéculation selon laquelle la résistance à la chaleur des coraux pourrait également être fournie par des organismes symbiotiques – soit certains types de leurs algues compagnes, soit peut-être les bactéries qui constituent ensemble leur “microbiome”.

Du point de vue des coraux et des algues, il serait très logique que les symbiotes d’algues coralliennes développent des mécanismes photosynthétiques plus puissants qui ne se comportent pas mal à des températures élevées. Cela est susceptible de se produire naturellement au fil du temps et avec la poursuite du réchauffement climatique. Cependant, il peut être possible d’aider le processus. En effet, dans un article publié en 2020, un groupe dirigé par Madeleine van Oppen de l’Université de Melbourne a montré qu’une culture sélective pendant seulement quatre ans pouvait modifier significativement la production d’espèces réactives de l’oxygène.

Même si les algues ne peuvent pas être utilisées de cette manière, d’autres organismes microscopiques vivant sur les coraux peuvent le faire. Les microbiomes – groupes de bactéries, champignons et virus qui vivent avec la plupart des animaux, en particulier leurs intestins – sont désormais pris au sérieux en tant qu’agents physiologiques. Le microbiome humain est associé à diverses conditions plausibles, de l’obésité à la maladie d’Alzheimer, et les microbes intestinaux sont importants dans les processus digestifs d’animaux aussi divers que les bovins et les termites. Il n’y a aucune raison pour que les coraux soient libérés de leurs effets.

Raquel Peixoto de l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah en Arabie saoudite étudie la question en collaboration avec le Dr Voolstra. Dans les premières expériences, lui et son équipe ont isolé plusieurs microbes partagés par des coraux résistants, puis les ont infectés dans quelques dizaines de variétés peu sûres qui en sont dépourvues. Le taux de survie des coraux inoculés à 40°C était supérieur de 40% à celui des coraux non inoculés.

Quels que soient la génétique et le cocktail microbien nécessaires pour renforcer la résilience, chacun de ces facteurs indique ses prochaines étapes. Si la génétique est essentielle, les écologistes pourraient préférer les coraux avec les gènes appropriés, les déplacer ou les faire se reproduire de manière plus productive, peut-être en croisant différentes souches résistantes à la chaleur. Si un microbiome est en cause, des injections de probiotiques pourraient être développées. Ce serait excitant. Il faudrait des générations pour développer une résistance à la chaleur. Les injections de probiotiques pourraient changer les perspectives d’une tête de corail condamnée ici et maintenant. Certaines expériences suggèrent même que des coraux individuels pourraient être “endurcis” pour s’adapter à un climat plus chaud au cours de leur vie, puis transmettre cette dureté à la progéniture par un processus appelé héritage épigénétique, qui permet de transmettre certaines propriétés acquises en une génération. ou deux par des mécanismes qui contrôlent l’expression des gènes.

La dernière option consiste à utiliser des conseils génétiques croustillant-Cas9 ADN l’édition ou des techniques similaires pour insérer ou modifier des gènes de résistance à la chaleur. C’est une approche que le Dr Cleves explore, bien qu’il n’ait pas encore l’intention de sortir ses expériences du laboratoire. La perspective de les réaliser sur le récif est encore controversée, car cela signifierait la libération d’OGM dans la nature. Mais à mesure que la planète se réchauffe, elle pense qu’elle pourrait atteindre un point où les défenseurs de l’environnement n’ont pas d’alternative. De plus, cela peut être plus rapide que d’essayer d’obtenir des résultats similaires en croisant.

Connais ton ennemi

Cependant, la priorité immédiate est de mieux comprendre ce qui s’y trouve. Cela signifie faire plusieurs choses. Celles-ci incluent la création de tests standard de résistance à la chaleur pour comparer les espèces de différents endroits ; rechercher des coraux résistants pour voir quels biomarqueurs ils partagent ; traverser des coraux résistants pour trouver des propriétés indésirables héritées de la résistance thermique ; et l’utilisation de pipelines pour le potentiel de transformation des probiotiques.

D’autres défis attendent ceux qui souhaitent faire de telles observations. Le premier est l’échelle. La Grande Barrière de Corail, bien que la plus grande cible, a la taille de l’Italie. En revanche, un projet de restauration de quelques hectares est actuellement considéré comme ambitieux, avec des récifs précieux ou des aires marines naturelles protégées susceptibles d’être les premières cibles.

À long terme, des distributeurs automatisés de coraux réduits ou de bactéries probiotiques favorisant l’endurance peuvent être utiles. Cela peut également être le cas pour l’identification des récifs qui, en raison des courants locaux, jouent un rôle plus important dans la reproduction des larves ailleurs – car ceux-ci pourraient être les endroits les plus utiles pour commencer. Pour le Dr Cohen, le recrutement de ces assemblages naturels dans des zones suffisamment vastes est crucial pour le changement technique. “Nous devons laisser la nature faire son travail”, dit-il, “car seule la nature peut le faire dans la mesure nécessaire.”

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