La symbiose aidera certains coraux à survivre dans un monde qui se réchauffe

Dans un monde saisi par le changement climatique, l’une des illustrations les plus frappantes de son impact dévastateur a été le blanchissement généralisé des récifs coralliens. Avec le réchauffement des océans à un rythme sans précédent, la relation symbiotique délicate entre les coraux et leurs algues résidentes est perturbée, ce qui conduit souvent à la mortalité.

Ces événements tragiques ont conduit les scientifiques à imaginer un scénario de compromis : pour que les coraux résistent à des eaux plus chaudes, ils pourraient avoir besoin de s’allier à des symbiotes algaux plus tolérants à la chaleur, mais au prix de leur propre croissance et vitalité.

Nouvel espoir pour les coraux

Contredisant cette croyance largement répandue, une étude révolutionnaire de Penn State offre une lueur d’espoir. La recherche suggère que certains coraux peuvent, en fait, résister à la tempête du changement climatique sans coût métabolique important. Les résultats remettent en question la notion établie d’un compromis inévitable.

« Contrairement à la perception répandue selon laquelle les coraux constructeurs de récifs avec des partenaires algaux résistants à la chaleur souffrent d’un retard de croissance, nos recherches montrent que ces symbioses adaptées à la chaleur peuvent mieux résister aux fortes vagues de chaleur marines. En conséquence, ils pourraient devenir plus répandus dans les futurs écosystèmes récifaux », a déclaré le professeur Todd LaJeunesse.

Les récifs coralliens, comme l’a expliqué le professeur LaJeunesse, sont construits par des colonies de minuscules polypes individuels semblables à des anémones de mer. Les tissus de ces polypes abritent de nombreuses algues photosynthétiques, ou « dinoflagellés », dans une relation symbiotique.

Cependant, la capacité de ces dinoflagellés à tolérer des températures élevées varie considérablement, et lorsque l’océan devient excessivement chaud, de nombreuses espèces de symbiotes meurent, entraînant l’effondrement de leurs hôtes coralliens.

Objet de l’étude

L’enquête de l’équipe a commencé avec le premier cas documenté d’une variation de la mortalité des coraux basée sur les espèces de leurs symbiotes résidents. Cela s’est produit dans l’océan Pacifique oriental à la suite de l’épisode d’oscillation australe El Niño de 1997-1998, au cours duquel les températures de l’eau ont grimpé de 2 à 4 °C au-dessus de la moyenne historique.

Les coraux hébergeant le symbiote Durusdinium glynnii ont survécu au bouleversement thermique, tandis que ceux avec les symbiotes Cladocopium latusorum ont péri.

La durabilité de D. glynnii dans des conditions de chaleur élevée a soulevé la question de savoir si leur présence encourait un coût métabolique pour les coraux.

« Des études antérieures ont suggéré que la tolérance thermique s’accompagne d’un transfert réduit de nutriments du symbiote à l’hôte, déclenchant des compromis physiologiques négatifs tels qu’une diminution de la croissance et du succès de la reproduction », a déclaré le co-auteur de l’étude, le professeur Mark Warner de l’Université du Delaware.

« Notre objectif était de déterminer si un compromis similaire existait au sein de ces coraux et comment cela pourrait affecter l’avenir des écosystèmes des récifs coralliens. »

Comment la recherche a été menée

Pour répondre à ces questions, l’équipe de recherche, dirigée par Kira Turnham, a comparé la croissance et la reproduction des coraux Pocillopora hébergeant à la fois D. glynnii, le symbiote tolérant à la chaleur, et le symbiote C. latusorum plus sensible à la température. Ils sont répandus dans les océans Indien et Pacifique, représentant des relations symbiotiques co-évoluées et écologiquement réussies.

Les scientifiques ont surveillé plusieurs mesures, notamment la croissance du squelette, l’augmentation de la masse totale et les taux de calcification, pour mesurer la croissance du corail.

L’équipe a également évalué le rendement reproducteur et la réponse au stress thermique pour évaluer les performances de ces couples symbiotiques.

Ce que les chercheurs ont appris

« Nos résultats suggèrent que l’association avec D. glynnii ne conduit pas à des compromis notables », a déclaré Turnham. « Cet appariement se développe et se reproduit aussi efficacement que les relations plus sensibles à la température. »

Fait intéressant, la variance de performance entre les deux symbioses n’était visible que pendant le chauffage expérimental, soulignant la tolérance thermique plus élevée de D. glynnii et sa capacité à conférer une résistance à la chaleur aux coraux hôtes.

Implications de l’étude

Même si les récifs coralliens sont confrontés à un avenir incertain face au changement climatique, cette étude fournit une perspective précieuse sur la résilience de ces écosystèmes.

La recherche souligne la nécessité d’approfondir la dynamique symbiotique entre les coraux et leurs partenaires algaux, dont la compréhension pourrait potentiellement aider à prédire la trajectoire de survie de ces magnifiques villes sous-marines.

« Cette étude met en lumière l’incroyable biologie des symbioses coralliennes », a conclu Turnham. « En explorant leur histoire co-évolutive et en utilisant la reconnaissance avancée des espèces de symbiotes, nous pouvons faire des prédictions plus nuancées sur la persistance des coraux à une époque d’escalade du changement climatique. »

Les résultats sont publiés dans la revue Actes de la Royal Society B Biological Sciences.

En savoir plus sur la symbiose corallienne

La symbiose corallienne, une relation biologique intrigante, est un élément crucial dans la formation et la durabilité des récifs coralliens. Cette relation symbiotique se produit principalement entre les polypes coralliens, les animaux qui construisent les récifs coralliens, et les algues microscopiques appelées zooxanthelles, un type de dinoflagellé.

Dans une symbiose mutualiste, les deux organismes bénéficient de leur partenariat. Voici comment cela fonctionne:

Les polypes coralliens fournissent un environnement protégé et des composés requis par les algues pour la photosynthèse.

Les zooxanthelles, à leur tour, produisent de l’oxygène, aident à éliminer les déchets et alimentent les polypes coralliens en produits organiques de la photosynthèse. Ces composés, y compris le glucose, le glycérol et les acides aminés, sont utilisés par le corail pour l’énergie, la croissance et la reproduction.

De plus, ce sont les pigments photosynthétiques des zooxanthelles qui donnent aux coraux leur étonnante palette de couleurs.

Lorsque les coraux sont soumis à un stress environnemental, comme des températures de l’eau anormalement élevées, ils peuvent expulser leurs algues symbiotiques. Ce phénomène se traduit par le blanchissement des coraux, où les coraux perdent leurs couleurs vives et deviennent blancs. Si le stress persiste et que la symbiose n’est pas rétablie, le corail peut mourir, ayant perdu une source importante de sa nourriture.

La symbiose coraux-algues est une interaction très complexe et peut varier selon les espèces de coraux et d’algues. Certains symbiotes sont plus tolérants à la chaleur et permettent au corail de résister à des températures plus élevées, ce qui peut être un avantage significatif dans un océan qui se réchauffe en raison du changement climatique.

La recherche sur différents types de symbioses est en cours et les scientifiques s’intéressent particulièrement à la résilience potentielle que certaines combinaisons symbiotiques pourraient offrir face aux changements environnementaux.

La capacité des coraux à changer de symbiote, connue sous le nom de brassage de symbiotes, pourrait potentiellement fournir un mécanisme permettant aux coraux de s’adapter aux conditions changeantes, bien que notre compréhension de ce processus soit encore limitée.