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L'impact du changement climatique

Y a-t-il réellement une super solution dans les super-coraux ?

Y a-t-il réellement une super solution dans les super-coraux ?
Publié par Richard Singhroy | Publié le 29 November 2022

Écrit par : Richard Singhroy

Remerciements à Dr. Emma Camp

 

Bien que les récifs soient des écosystèmes adaptables, ils ont du mal à s’adapter aux changements rapides provoqués par le changement climatique d’origine humaine, la destruction de l’habitat et la surpêche (Eddy et al., 2021). La dégradation des récifs coralliens à l’échelle mondiale appelle une variété de mesures d’atténuation, d’adaptation et de conservation pour faire face aux pressions locales, régionales et mondiales. Parmi ces mesures, l’utilisation de super-coraux à des fins de conservation a été explorée par le biais de la recherche, de la propagation, de la transplantation, de la relocalisation ou de la protection. 

 

Même si la recherche sur les super-coraux est encore en cours d’exploration et une définition unique du terme n’est pas encore disponible, certains scientifiques définissent les super-coraux comme des coraux présentant une tolérance/survie supérieure lorsqu’ils sont exposés à une ou plusieurs conditions environnementales prolongées ou aigus considérés comme “stressants” pour la plupart des espèces de coraux (Camp et al., 2018a). 

 

Trouver des “super-coraux”

Certains coraux qui peuvent contribuer à soutenir les récifs peuvent être présents à l’état naturel. C’est le cas, par exemple, dans le Golfe d’Aqaba, en mer Rouge. Dans cette région, on a découvert que les espèces des communautés coralliennes pouvaient tolérer des conditions de température extrêmes : une température 6°C au-dessus de leur maximum moyen en été, pendant environ trois à quatre semaines (Fine et al., 2013). Ce résultat est significatif car la plupart des coraux ne peuvent tolérer des températures supérieures à 1°C ou 2°C par rapport à la température maximale moyenne en été, et ce pendant 2 à 4 semaines seulement (par exemple, Hoegh-Guldberg, 2011). Les espèces Stylophora pistillata, Pocillopora damicornis et Favia favus ont été considérées comme des candidats pour être des espèces de super-coraux dans le contexte des températures élevées en raison de cette tolérance thermique (Grottoli et al., 2017).

 

Il a été suggéré que cette tolérance repose sur les traits génétiques des populations de coraux, résultant du processus de sélection naturelle sur les larves de coraux installées dans la zone (Fine et al., 2013 ; Grottoli et al., 2017). Seules les larves tolérantes à ces conditions extrêmes sur la plage de tolérance de l’espèce devaient survivre et former le récif corallien. 

 

En plus de cette tolérance des coraux basée sur la génétique, il existe certains endroits où les coraux survivent mieux que dans les récifs environnants, appelés refuges (“refugia” et “refugees” an anglais), ou points d’espoir (“hope spots” en anglais), entre autres termes (Camp, 2022). Ici, les conditions sont maintenues favorables aux coraux alors qu’elles sont perdues ailleurs, et même si le mécanisme est différent de celui des super-coraux mentionnés au-dessus, leur survie accrue leur donne également le nom de “super-coraux”.

 

Résistance des microalgues aux stress thermique 

En allant plus loin, la tolérance thermique des coraux peut également être augmentée en améliorant la tolérance des souches de microalgues symbiotiques. Le blanchissement des coraux est fortement influencé par la souche de microalgues présente dans les polypes (Buerger et al., 2020). Par conséquent, des algues symbiotiques plus résistantes peuvent également contribuer à réduire les risques de blanchissement. Ces microalgues évoluent également beaucoup plus rapidement que l’hôte corallien lui-même (Chakravarti et van Oppen, 2018). Cela les rend plus faciles à sélectionner dans des conditions de laboratoire. Les scientifiques espèrent que ces souches résistantes au stress thermique pourront ensuite être introduites dans un écosystème où les coraux pourraient les accueillir. Les résultats de cette recherche ont été prometteurs, certaines expériences constatant la poursuite de la croissance des algues symbiotiques en cas de stress thermique (Chakravarti & van Oppen, 2018).

 

Applications des super-coraux

Des preuves soutiennent que l’identification et l’introduction de coraux tolérants à la chaleur dans un récif peuvent augmenter la tolérance globale des coraux au stress thermique, ainsi que la capacité du récif à se remettre d’événements stressants (Morikawa & Palumbi, 2019). La biodiversité de l’écosystème est un atout important pour que les récifs puissent supporter les épisodes de blanchissement, cela est tout aussi vrai pour la diversité des espèces de coraux que pour le microbiome (Gardner et al., 2019).

 

Le moment de l’introduction des super-coraux ou du microbiote peut également être important pour se remettre du stress thermique. Certaines études ont révélé que l’introduction de microalgues symbiotiques résistantes est plus efficace juste après un événement de blanchissement, de sorte que les coraux blanchis peuvent se rétablir en absorbant les algues résistantes (Silverstein et al., 2015). Il a été constaté que les coraux qui ont blanchi, et qui ont été ensuite exposés à des microalgues résistantes, étaient mieux à même de supporter des températures élevées par la suite (Silverstein et al., 2015).

 

En ce qui concerne les refuges et les points d’espoir, la gestion et la protection de ces endroits sont essentielles au maintien de la santé des récifs régionaux, car les coraux de ces zones sont à l’abri du stress présent dans les zones environnantes et peuvent donc persister et éventuellement repeupler des zones qui ont été décimées par des conditions environnementales changeantes (voir Camp, 2022).

 

Quelles sont les limites des super-coraux ?

Il existe cependant des précautions et des considérations à prendre en compte lors de l’utilisation de super-coraux à des fins de conservation. Parmi elles, tout d’abord, reconnaître que les coraux ayant une tolérance accrue à un stress, comme le stress thermique, peuvent ne pas être résistants à d’autres facteurs de stress, comme un pH faible (Camp et al, 2018a). De la même manière, les coraux résistants au stress aigu pourraient ne pas être résistants aux événements persistants (Camp et al, 2018a). Ainsi, lors de l’utilisation de super-coraux pour la conservation, une étape importante serait d’identifier dans quelles conditions environnementales il peut fonctionner et comment il peut se comporter dans des conditions changeantes futures.

 

Deuxièmement, les super-coraux ont signalé des compromis énergétiques (voir l’examen de Camp et al, 2018b) : une tolérance thermique plus élevée peut s’accompagner d’une réduction du taux de croissance. Alors, comment l’offre de services écosystémiques peut-elle évoluer avec les récifs de super-coraux ou avec leur introduction sur des récifs futurs ?

 

Conclusion

Malgré les avancées dans ce domaine, les récifs coralliens restent parmi les écosystèmes les plus menacés. Les super-coraux peuvent constituer un outil potentiel dans la lutte pour la préservation ou la restauration des écosystèmes coralliens. Ils peuvent contribuer à notre compréhension des mécanismes de survie des coraux sous différents stress, ainsi qu’à un large éventail d’applications pour les stratégies de conservation (voir Camp, 2022). Mais il ne faut pas négliger les limites des super-coraux, et il convient d’évaluer l’état de préparation, les coûts et les risques liés à la mise en œuvre de stratégies faisant appel aux super-coraux avant de les appliquer. Pour sauver nos écosystèmes coralliens, nous devons utiliser tous les outils à notre disposition au niveau régional et local. Et bien sûr, le plus important, à l’échelle mondiale, est le changement climatique et l’urgence de réduire les émissions de CO2. Comme pour tous les efforts de conservation, l’application des super-coraux ne doit pas être mise en œuvre de manière isolée et doit être considérée avec soin ; ils n’en restent pas moins un outil puissant pour assurer l’avenir des récifs coralliens. 

 

Littérature citée :

Buerger, P., Alvarez-Roa, C., Coppin, C. W., Pearce, S. L., Chakravarti, L. J., Oakeshott, J. G., Edwards, O. R., & van Oppen, M. J. H. (2020). Heat-evolved microalgal symbionts increase coral bleaching tolerance. Science Advances, 6(20), eaba2498. https://doi.org/10.1126/sciadv.aba2498

Camp E.F., Schoepf V., Suggett D.J. (2018a). How can “Super Corals” facilitate global coral reef survival under rapid environmental and climatic change? Glob Chang Biol. Jul;24(7):2755-2757. doi: 10.1111/gcb.14153. Epub 2018 Apr 27. PMID: 29582529.

Camp E.F., Schoepf V., Mumby P.J., Hardtke L.A., Rodolfo-Metalpa R., Smith D.J. Suggett D.J. (2018b) The Future of Coral Reefs Subject to Rapid Climate Change: Lessons from Natural Extreme Environments. Front. Mar. Sci. 5:4. doi: 10.3389/fmars.2018.00004

Camp, E. F. (2022). Contingency planning for coral reefs in the Anthropocene; The potential of reef safe havens. Emerging Topics in Life Sciences, 6(1), 107–124. https://doi.org/10.1042/ETLS20210232

Chakravarti, L. J., & van Oppen, M. J. H. (2018). Experimental Evolution in Coral Photosymbionts as a Tool to Increase Thermal Tolerance. Frontiers in Marine Science, 5. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2018.00227

Davis, K. L., Colefax, A. P., Tucker, J. P., Kelaher, B. P., & Santos, I. R. (2021). Global coral reef ecosystems exhibit declining calcification and increasing primary productivity. Communications Earth & Environment, 2(1), Article 1. https://doi.org/10.1038/s43247-021-00168-w

Eddy, T. D., Lam, V. W. Y., Reygondeau, G., Cisneros-Montemayor, A. M., Greer, K., Palomares, M. L. D., Bruno, J. F., Ota, Y., & Cheung, W. W. L. (2021). Global decline in capacity of coral reefs to provide ecosystem services. One Earth, 4(9), 1278–1285. https://doi.org/10.1016/j.oneear.2021.08.016

Fine, M., Gildor, H., & Genin, A. (2013). A coral reef refuge in the Red Sea. Global Change Biology, 19(12), 3640–3647. https://doi.org/10.1111/gcb.12356

Gardner, S. G., Camp, E. F., Smith, D. J., Kahlke, T., Osman, E. O., Gendron, G., Hume, B. C. C., Pogoreutz, C., Voolstra, C. R., & Suggett, D. J. (2019). Coral microbiome diversity reflects mass coral bleaching susceptibility during the 2016 El Niño heat wave. Ecology and Evolution, 9(3), 938–956. https://doi.org/10.1002/ece3.4662

Goreau, T. J. F., & Hayes, R. L. (2005). GLOBAL CORAL REEF BLEACHING AND SEA SURFACE TEMPERATURE TRENDS FROM SATELLITE-DERIVED HOTSPOT ANALYSIS. 17(2), 40.

Grottoli, A. G., Tchernov, D., & Winters, G. (2017). Physiological and Biogeochemical Responses of Super-Corals to Thermal Stress from the Northern Gulf of Aqaba, Red Sea. Frontiers in Marine Science, 4. https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fmars.2017.0021

Hoegh-Guldberg, O. (2011). The Impact of Climate Change on Coral Reef Ecosystems. In Z. Dubinsky & N. Stambler (Eds.), Coral Reefs: An Ecosystem in Transition (pp. 391–403). Springer Netherlands. https://doi.org/10.1007/978-94-007-0114-4_22

Kleypas, J., Allemand, D., Anthony, K., Baker, A. C., Beck, M. W., Hale, L. Z., Hilmi, N., Hoegh-Guldberg, O., Hughes, T., Kaufman, L., Kayanne, H., Magnan, A. K., Mcleod, E., Mumby, P., Palumbi, S., Richmond, R. H., Rinkevich, B., Steneck, R. S., Voolstra, C. R., … Gattuso, J.-P. (2021). Designing a blueprint for coral reef survival. Biological Conservation, 257, 109107. https://doi.org/10.1016/j.biocon.2021.109107

Knowlton, N. (2001). The future of coral reefs. Proceedings of the National Academy of Sciences, 98(10), 5419–5425. https://doi.org/10.1073/pnas.091092998

Morikawa, M. K., & Palumbi, S. R. (2019). Using naturally occurring climate resilient corals to construct bleaching-resistant nurseries. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(21), 10586–10591. https://doi.org/10.1073/pnas.1721415116

Silverstein, R. N., Cunning, R., & Baker, A. C. (2015). Change in algal symbiont communities after bleaching, not prior heat exposure, increases heat tolerance of reef corals. Global Change Biology, 21(1), 236–249. https://doi.org/10.1111/gcb.12706

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