Les récifs de coraux soutiennent des écosystèmes marins dynamiques, stimulent les industries de tourisme et de pêche et protègent les berges contre des orages tropicaux et l’érosion. Mais les récifs autour du monde ont été touchés brutalement par la pollution, la surpêche et le changement de climat, ce qui cause un blanchissement des coraux de plus en plus intense et grave. Les scientifiques prédisent un blanchissement de 99% des récifs de coraux du monde au cours de siècle si on ne réduit pas les gaz à effet de serre. Sauver les récifs demande un changement de système majeur — réduire drastiquement de la commotion d’énergie, passer aux énergie renouvelables, gérer la surpêche et la pollution et restaurer les récifs cibles.
Les efforts de restauration sont maintenant devenus la priorité pour beaucoup de scientifique. Cette série examine certains de ces efforts.
L’écran de l’ordinateur montre une carte des Florida Keys, mais au lieu du traditional bleu, l’eau apparait comme une chapelet de couleurs vives bordant cette chaine d’îles. L’écran appartient au professeur Mikhail “Misha” Matz, de l’Université de Texas, qui explique que la palette représente la dernière recherche dans le but de sauver les récifs de coraux : la génomique des paysages marins.
Le terme fait référence la manière dont les conditions de l’environnement océanique façonnent la variation génétique des organismes qui y vivent.
“Nous demandons aux coraux qu’est-ce qui rend leur vie difficile en observant ce que l’environnement fait et les similarités génétiques dans les échantillons de coraux prélevés dans le paysage marin,” explique Matz. “Ça nous montre les paramètres qui entraine l’adaptation des coraux.”
Les récifs sont fait de plusieurs types d’espèces de corails durs, tels que les coraux cerveau en forme de dôme et les cornes d’élan ramifiées. Chaque récif contient des centaine d’organismes individuel appeler polypes qui vivent à l’intérieur des squattes externes durs. Les recherchent ont montrés que les individus d’une même espèce avait des degrés variés de résilience, tolérance à la chaleur, viabilité reproductive et autres caractéristiques. Les couleurs sur la carte de Matz corresponds à ces adaptations : un corail provenant d’une zone à une couleur devrait prospérer dans n’importe quelle zone de la même couleur, mais pas dans les zones avec une couleur différente.
Les récifs dans les Keys et dans les Caraïbes sont hautement dégradés, avec un pourcentage de 80% de diminution de corail en moyenne durant ces dernières décennies. Les experts disent que la restauration est essentiels pour éviter l’extinction des espèces de corails jusqu’à — ou si — l’océan devient une fois de plus hospitalier pour eux. Mais cela est couteux et demande beaucoup de main d’oeuvre et peut, comme l’a noté précédemment The Revelator, exposé les nouveaux coraux aux mêmes facteurs de stresse qui a endommagé le récifs en premier lieu.
C’est ce qui pousse les chercheurs à trouver de nouveaux moyens d’identifier les coraux les plus résistants, la bonne location d’où les récolter, et les meilleurs endroits où les replanter. La génomique des paysages marin pourrait être l’un de ces moyens.
Choisir quels coraux transporter à quel endroit
Des scientifiques dans des douzaines de labos dans le monde entier collaborent sur ce type de projets depuis le Groupe de Travail sur la Restauration Génétique sous l’égide du Consortium de la Restauration des Coraux. Matz, un membre du groupe, opère le Labo Matz sur le campus de l’UT, à Austin, à plus de 200 kilomètres de la côte la plus proche. Ses recherches se focalisent sur comment les coraux constructeurs de récifs s’adaptent à différents environnements et répondent au changement de climat à un niveau génomique.
Afin de créer les cartes de Floride, Matz et une poignée d’étudiants diplômés et non-diplômés ont prélever des échantillons sur plus de 60 sites, et puis ont séquencés leur ADN. Les données environnementales, datant de 1995, proviennent de Réseau de surveillance de la qualité de l’eau du Centre de recherche sur l’environnement du sud-est de l’Université internationale de Floride. Ces données incluent la salinité de surface, la température, l’oxygène dissous, turbidité, le total de nitrogène organique, la quantité de lumière qui pénètre dans la colonne d’eau, et des dizaines d’autres paramètres. Henry Briceño, un professeur à la FIU qui gère le réseau, dit que son équipe sort trimestriellement pour collecter des échantillons et prendre des mesures à 112 stations tout au long des Keys.
Récif de corail
Matz a utilisé les données collectées à bon usage.
“On a cartographié l’adaptation and on peut l’utiliser si on veut déplacer les coraux et prédire où ils survivront le mieux,” dit-il. “Avoir une matrice des génotypes et une matrice des paysages marins, et trouver le meilleur alignement pour vous donner des merveilles. On peut prédire l’adaptation de paysages marins en entier, même là où on a pas prélever d’échantillons.”
Pour Matz, la chose la plus intéressante sur les génomiques des paysages marins était ce que ça disait sur les conditions auxquels les coraux sont confrontés. Mais plusieurs études soutiennent également que c’est une stratégie de management viable. Par exemple, en 2020 les chercheurs ont identifiés plusieurs potentiels récifs adaptés aux températures élevées dans le nord-ouest du Pacifique et ont révélés comment ils se dispersent dans les récifs voisins, créant une mesure qui pourrait être utilisés afin de prioriser les récifs pour la restauration ou la protection de la région.
Les Caraïbes ont connu une importante activité de restauration au cours des dernières années. Ici, un article Groupe de Travail sur la Génétique de la Restauration des Coraux a conclu que les coraux élevés dans des pépinières puis fixés sur un habitat récifal dans l’océan – un processus connu sous le nom de repiquage – devraient provenir de colonies génétiquement unique à la fois locales et à distance.
Traditionnellement, la restauration pour n’importe quel organisme a une source favorite seulement dans des zones locales. Mais le groupe de travail propose le besoin de changer pour les coraux.
Une possible approche est le flux de gènes assisté ou la migration assistée — delibérememnt déplacer des organismes entiers, des larves ou des gènes (par la reproduction) d’une zone à une autre. La migration se produit naturellement et permet l’adaptation à une population afin d’améliorer la conditions physique des autres. Le flux de gènes assisté accélèrent le processus; ça peut être particulièrement important quand les coraux ne sont pas assez denses ou suffisamment génétiquement diverse pour soutenir une reproduction sexuée réussie, où dans les scénarios de changement environnemental rapide.
Ces conditions décrivent plus ou loins les Caraïbes, où l’un des majeurs problèmes est l’échec du prélèvement à long terme de deux principales espèces bâtisseurs de coraux, corail corne d’élan (Acropora palmata) et corail étoilé des montagnes (Orbicella faveolata). L’échec du prélèvement veut dire que les larves créés par reproduction sexuée, qui voyagent grâce aux courants océaniques pendant jusqu’à deux semaines avant de s’installer sur des structures de récifs préexistants en tant que polypes, n’arrivent pas à s’installer et se développer jusqu’à leur âge adulte.
“Si on ne résout pas le problème de prélèvement, ces coraux vont s’éteindre et aucune restauration ne pourra rien changer,” dit Matz. “Certaines personnes espèrent que les conditions vont leur permettre de continuer d’exister, mais je suis sceptique. Je pense que ces deux espèces sont essentiellement éteints.”
Matz a une solution controversée : ramener des espèces de coraux étrangers.
Parcourir la distance
“On a besoin d’importer d’autres espèces depuis d’autres zones géographiques,” dit-il. “Cette idée n’est pas populaire, mais la situation est drastique.”
Il ne parlait pas des coraux à quelques kilomètres plus loin.
“Je pense qu’on doit repeupler les Caraïbes avec des coraux provenant de l’océan Pacifique,” dit Matz. “Une invasion controlée.”
Les coraux du Pacifique « vivent vite et meurent jeune,” il explique, ce qui signifie qu’ils peuvent se remettent plus rapidement d’évènements environnementaux défavorables que les coraux à croissance plus lente et aux vies plus longues. Si ça fonctionnait, cela pouvait donner aux poissons locaux et autres espèces qui dépendent des récifs leur propre opportunité de se remettre.
Les recommandations actuelles consistent à appliquer le flux de gènes assistés seulement aux espèces natives — et même cela reste difficile à faire pour beaucoup dans la régions des Caraïbes et de la Floride.
“Je pense que l’idée d’introduire les espèces étrangères, au moins au stade, c’es aller ‘un peu trop loin,” dit Margaret Miller du SECORE International, une entreprise à but non lucratif qui produit des coraux, à partir de reproduction sexuée pour la plantation et la recherche de stratégies afin d’améliorer le processus. “Si nous atteignons l’extinction ou l’extinction virtuelle pour plusieurs coraux des Caraïbes, je pense que cette une approche qui pourrait vraiment être la stratégie de la dernière chance pour maintenir la fonction du récif de coraux là-bas. Bien entendu, on travaille dur pour éviter ce scenario.”
Matz reconnait volontiers que la sagesse conventionnelle dit de garder les choses là où elle sont et que la translocation est mauvaise.
“Cela est vrai quand tout va bien,” dit-il. “Mais quand les choses vont mal, on doit laisser aller ou même faire bouger les choses.”
Les choses vont assez mal pour que nous devions commencer à penser à cette possibilité dès maintenant, dit-il. « Cela pourrait avoir des conséquences imprévues, nous devons donc d’abord faire des recherches fondamentales et sûres et ne pas simplement nous lancer. Nous devons au moins autoriser certaines recherches à ce sujet. » Il note que jusqu’à présent, les autorités de la NOAA se sont vigoureusement opposées à ses demandes de permis pour mener de telles recherches.
L’une des préoccupations est la propagation potentielle de la maladie, mais Matz dit que les Caraïbes « sont déjà criblées de maladies ». Les coraux constructeurs de récifs se reproduisent à la fois sexuellement et asexuellement, et la translocation des larves ou des gamètes plutôt que des fragments adultes minimiserait probablement ce risque, selon le document du groupe de travail. La recherche pourrait encore affiner ces méthodes.
Tout partout tout à la fois
Les recherches existantes ont ouvert la voie à d’autres actions.
« Nous avons prouvé qu’il existe une base génétique pour la tolérance à la chaleur chez les coraux et que la sélection basée sur cette variation peut produire une plus grande tolérance à la chaleur« , déclare Matz. «Les coraux échangent des variantes sur de longues distances – cela est validé par les modèles de courants océaniques, qui transportent les larves de corail. Si la chaleur est le seul problème auquel les coraux sont confrontés, il semble qu’il y ait suffisamment de résilience pour en maintenir certains en vie pendant un certain temps.
Ses recherches suggèrent que « un moment » pourrait être au moins 100 ans.
Le document du groupe de travail sur la génétique de la restauration fournit des lignes directrices spécifiques aux praticiens de la restauration. Le groupe recherche également des financements pour développer un outil permettant de séquencer l’ADN corallien sur le terrain plutôt que d’avoir à rapporter des échantillons à un laboratoire. Cela aiderait les experts locaux en restauration à identifier et à déplacer rapidement les meilleurs coraux.
Et les cartes génomiques du paysage marin des Keys de Matz devraient bientôt passer de son écran d’ordinateur à une revue scientifique, fournissant un autre outil pour guider la restauration.
« Dans un monde parfait, nous ne ferions pas de recherche simultanément avec la restauration, mais le temps presse », déclare Miller, qui est également co-auteur du document du groupe de travail. « L’investissement dans la restauration n’aura pas d’importance à moins que nous puissions ramener le monde réel à une maison saine et heureuse pour les coraux. Cela va nécessiter toute une série d’actions qui doivent être menées en parallèle. »
En fin de compte, les scientifiques – et le reste d’entre nous – devront peut-être commencer à réfléchir à des mesures encore plus extrêmes pour sauver ces habitats vitaux.
Artcile orginial de Melissa Gaskill, publié originellement par ‘The Revelator’
