Pourquoi certains coraux sont-ils plus résistants au changement climatique que d’autres ?

Les récifs coralliens sont des structures géologiques massives constituées de carbonate de calcium produit par des animaux coralliens, qui possèdent des populations denses d’algues photosynthétiques de la famille Symbiodiniaceae dans leurs tissus. En raison du réchauffement climatique et d’autres changements environnementaux, les coraux de l’océan Atlantique ont considérablement diminué au cours des dernières années. Cependant, les coraux des océans Pacifique et Indien sont plus résistants.

En examinant plusieurs espèces d’algues symbiotiques dont les coraux ont besoin pour survivre et se développer, une équipe de chercheurs dirigée par la Pennsylvania State University a récemment découvert que les relations mutualistes entre les coraux et leurs symbiotes dans la région indo-pacifique sont plus flexibles que celles dans l’Atlantique, les rendant ainsi plus résilientes au changement climatique sur le long terme.

Lorsque des facteurs de stress environnementaux, tels que la hausse des températures des océans, provoquent la rupture de la relation entre les algues et les coraux, un phénomène connu sous le nom de « blanchiment des coraux » se produit. Bien que les coraux puissent récupérer après le blanchissement, des périodes de stress souvent prolongées et intenses peuvent entraîner une mortalité massive des coraux.

« Le blanchissement des coraux affecte non seulement les coraux eux-mêmes, mais également des écosystèmes entiers d’organismes – des invertébrés, comme les oursins et les langoustes, aux vertébrés, comme les poissons et les tortues de mer », a déclaré Todd LaJeunesse, professeur de biologie à Penn State. « Il est important d’étudier la biologie des coraux et de leurs symbiotes afin de pouvoir prédire comment ils réagiront aux futurs changements environnementaux, en particulier au réchauffement des océans. »

Cependant, tous les coraux et leurs symbiotes ne réagissent pas de la même manière aux facteurs de stress environnementaux. Les scientifiques ont étudié de manière approfondie la vaste diversité des coraux et leurs attributs uniques, mais moins d’attention a été accordée à la façon dont la diversité des espèces de symbiotes peut également contribuer à la résilience des coraux.

« Les scientifiques regroupaient auparavant tous les symbiotes en quelques grands groupes », a déclaré LaJeunesse. « Le travail de mon laboratoire au cours des dernières années a consisté à décrire des espèces individuelles de symbiotes afin que nous sachions à quoi nous avons affaire. Sans ces informations, vous ne pouvez vraiment pas étudier de manière adéquate l’écologie, la physiologie et la biogéographie des coraux », a expliqué LaJeunesse.

En collectant et en analysant des échantillons de coraux des régions Atlantique et Indo-Pacifique, les experts ont découvert que, si certaines de leurs espèces de symbiotes sont des spécialistes, c’est-à-dire qu’elles ne peuvent s’associer qu’à une ou quelques espèces d’hôtes coralliens, d’autres sont des généralistes, pouvoir s’associer à une grande variété d’espèces hôtes coralliennes.

De plus, l’enquête a révélé que, alors que les coraux de l’Atlantique – en particulier dans les Caraïbes – reposent principalement sur des symbiotes spécialisés, les coraux de l’Indo-Pacifique s’associent largement à des généralistes. Ainsi, le manque de flexibilité parmi les coraux des Caraïbes peut les rendre plus sensibles aux facteurs de stress environnementaux, tandis que les partenariats plus flexibles entre les coraux indo-pacifiques et leurs symbiotes les rendent plus résistants aux changements environnementaux.

En séquençant l’ADN d’algues symbiotiques prélevées dans des échantillons de coraux de l’Indo-Pacifique, les chercheurs ont identifié et décrit cinq espèces de symbiotes du genre Cladocopium, capables de s’associer à diverses espèces de coraux hôtes.

« Les organismes que nous avons décrits sont répandus et, à mesure que les océans se réchauffent, ces généralistes tolérants à la chaleur sont susceptibles de s’étendre à de nouvelles communautés coralliennes. Reconnaître ces espèces distinctes permet des recherches éclairées sur leur écologie », a conclu l’auteur principal Caleb Butler, étudiant diplômé en biologie à Penn State.

L’étude est publiée dans le Journal de Phycologie.

De nombreux facteurs contribuent à la résilience des coraux

Les coraux sont des organismes sensibles qui peuvent être affectés par divers facteurs environnementaux, mais certaines espèces et individus de coraux sont plus résistants que d’autres. Plusieurs facteurs contribuent à la résilience des coraux, ce qui peut aider les coraux à résister aux facteurs de stress, à se remettre des dommages et à s’adapter aux conditions changeantes.

Certains facteurs clés qui rendent les coraux résilients incluent :

Diversité génétique

Un pool génétique diversifié permet une plus grande gamme de traits et d’adaptations, permettant à certains individus ou espèces de coraux de mieux faire face aux facteurs de stress environnementaux.

Relations symbiotiques

Les coraux ont une relation symbiotique avec des algues microscopiques appelées zooxanthelles, qui vivent dans leurs tissus. Cette relation est cruciale pour la survie du corail, car les algues fournissent de l’énergie grâce à la photosynthèse. Certains coraux peuvent passer à différents types d’algues qui peuvent être plus résistantes dans certaines conditions.

Morphologie

La structure physique d’une colonie corallienne peut influencer sa résilience. Par exemple, les coraux ramifiés peuvent être plus résistants à certains facteurs de stress, comme l’action des vagues, tandis que les coraux massifs peuvent mieux résister au stress thermique.

Stratégies de reproduction

Les coraux se reproduisent à la fois sexuellement et asexuellement. La reproduction sexuée permet la recombinaison génétique, l’augmentation de la diversité génétique et les chances d’adaptation à de nouvelles conditions. La reproduction asexuée, comme la fragmentation, peut aider les coraux à se remettre rapidement des perturbations.

Adaptation

Les coraux peuvent s’adapter aux conditions environnementales changeantes au fil du temps grâce à la sélection naturelle. Par exemple, certains coraux ont évolué pour tolérer des températures plus élevées ou des niveaux de pH plus bas.

Connectivité

Les récifs coralliens bien connectés aux autres récifs par les courants océaniques peuvent recevoir un afflux de nouvelles larves de corail, contribuant ainsi à maintenir la diversité génétique et à favoriser la récupération après des perturbations.

Facteurs écologiques

Un écosystème sain et diversifié entourant les récifs coralliens peut fournir une résilience supplémentaire. Par exemple, les poissons herbivores peuvent aider à contrôler la croissance des algues, qui peuvent autrement étouffer les coraux.

Intervention humaine

Les efforts pour protéger et conserver les récifs coralliens, tels que la mise en place d’aires marines protégées, la réduction de la pollution et la promotion du tourisme durable, peuvent aider à renforcer la résilience des coraux en réduisant les facteurs de stress et en favorisant la récupération.

Dans l’ensemble, la résilience des coraux est une interaction complexe de multiples facteurs qui aident ces organismes à résister, à s’adapter et à se remettre de divers facteurs de stress. La protection et la conservation des récifs coralliens et de leurs écosystèmes environnants sont essentielles pour maintenir leur résilience et leur santé globale.

Par Andreï Ionescu, Terre.com Rédacteur personnel