Les scientifiques veulent sauver les récifs et protéger Miami avec des races plus résistantes de corail corne de cerf

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Ce fut une nuit merveilleuse pour le sexe corallien.

Des eaux chaudes baignaient le récif à un mile au large de Key Biscayne. Une lune presque pleine a signalé aux polypes cornes de cerf que le moment était venu. Une équipe de scientifiques enthousiastes de l'Université de Miami et d'étudiants plongeurs attendaient sous l'eau, les filets prêts à collecter une rafale d'œufs et de sperme qui flotteraient à la surface dans ce qu'ils décrivent comme un effet magique de boule à neige.

Les oiseaux le font. Les abeilles le font. Les coraux, qui sont des animaux vivants et reproducteurs, et pas seulement des roches ornées, le font aussi.

Mais alors que l'horloge tournait vers minuit, les cornes de cerf apparemment timides n'ont pas libéré leurs gamètes. L'un des grands spectacles de la nature se produirait une autre nuit. Le frai des coraux est impossible à prévoir avec précision.

"Ils sont prêts à éclater, mais pas pour le moment", a déclaré Liv Williamson, associée de recherche principale en biologie et écologie marines à la Rosenstiel School of Marine, Atmospheric and Earth Science de l'UM. Elle avait nagé sous l'eau pendant une heure, éclairant les polypes de Canon Reef, que les scientifiques de l'UM ont plantés il y a trois ans.

Alors que Williamson montait à bord et enlevait son équipement de plongée, elle et ses compagnons d'expédition ont plaisanté en disant qu'ils auraient dû jouer des chansons de Barry White sur les haut-parleurs du bateau de plongée pour fournir une inspiration romantique.

Bien que le frai ait été retardé de deux nuits, la plongée a été un succès car l'examen des coraux gravides cultivés à l'UM a fourni la preuve qu'ils se reproduisent plus rapidement que prévu. Et, une nuit plus tôt à Key Largo, Williamson et ses collègues avaient observé le frai sur un autre récif et collecté des gamètes pour leur laboratoire.

"C'est de la fécondation assistée", a déclaré Williamson. "Les coraux continueraient à frayer et à faire des bébés, mais nous essayons de maximiser la production et le taux de survie en collectant des colonies et des parents différents, en les mélangeant et en créant le lot de progéniture le plus diversifié et le plus résistant possible.

"Il y a un peu de speed dating et de matchmaking en cours."

La mission du programme Rescue a Reef d'UM va au-delà de la conservation. Non seulement les scientifiques cherchent à faire repousser les habitats récifaux qui ont été dévastés au cours des trois dernières décennies par la maladie, le changement climatique et la pollution, mais ils visent à rendre la prochaine génération de récifs suffisamment robustes pour aider à protéger le littoral de Miami de la montée de la mer, des inondations et de l'érosion. .

Restaurez un récif, sauvez une ville.

"Les coraux ont une structure tridimensionnelle incroyable qui brise l'énergie des vagues et maintient les communautés plus sûres", a déclaré Williamson. "Il y a un lien. Nous avons des récifs dégradés dans le sud de la Floride et nous voyons tout le temps des inondations côtières. Un récif est comme une digue auto-régénérante qui grandit et suit la montée de la mer."

Diego Lirman se considère comme un grand-parent corail. Lirman, professeur agrégé de biologie et d'écologie marines, dirige le laboratoire Rescue a Reef à Virginia Key. C'est un centre de recherche révolutionnaire et une pépinière pour les coraux en bas âge.

"Après avoir étudié le déclin des récifs, j'ai vu une opportunité de renverser le récit et de les ramener à la vie", a déclaré Lirman depuis le pont du bateau de plongée au coucher du soleil alors qu'il se préparait pour une visite au récif qu'il a nourri. "Malheureusement, mais avec fierté, nous pouvons dire que chaque corne de cerf de Miami Beach à Key Largo sont des coraux que nous avons cultivés. Maintenant, ils se reproduisent par eux-mêmes."

Expérimenter avec des gamètes en laboratoire pour produire de nouvelles souches de coraux plus résistantes est essentiel à leur salut. Les coraux sont des hermaphrodites qui libèrent à la fois des œufs et du sperme.

"Lorsque les récifs étaient sains, il y avait des événements de frai massifs, de grandes fêtes, des orgies géantes dans l'océan", a déclaré Lirman. "Mais le frai naturel ne se produit pas comme avant parce que les récifs ont été anéantis ou sont plus petits, donc les gamètes ne sont pas aussi abondants et donc ils ne se rencontrent pas. En les collectant et en les croisant, nous leur donnons un coup de main. "

Le jardinage de corail est devenu une méthode efficace pour le processus minutieux de restauration des récifs, en particulier avec le corail corne de cerf, qui est une espèce en voie de disparition après que 90 % de celui-ci a été perdu à cause de la maladie et qui pousse rapidement - jusqu'à six pouces par an - par rapport aux autres coraux. Les doigts de la corne de cerf en forme de bois peuvent être cassés et attachés à des structures de support artificielles sous l'eau où ils se transformeront en branches et pourront être transplantés. Le jardinage, c'est aussi travailler avec les coraux cerveaux et étoilés.

Mais le jardinage est la propagation de coraux qui ont le même code génétique. La diversité génétique est essentielle pour créer des coraux plus sains, plus tolérants à la chaleur et résistants aux maladies. De plus, il faut des années pour transformer une branche en colonie.

"Il y a une plus grande urgence en ce moment à protéger notre littoral et des milliards de dollars de propriété côtière", a déclaré Lirman. "Vous voulez une population génétiquement diversifiée qui puisse faire face à toutes les adversités que nos océans changeants et stressés lui infligent. En laboratoire, nous pouvons fertiliser les ovules et le sperme de huit colonies différentes et créer un million de bébés avec des parents différents. Nous pouvons croiser des gamètes avec spermatozoïdes du Mexique pour trouver la bonne combinaison de gènes qui survivront au prochain événement de blanchiment."

En laboratoire, les scientifiques peuvent nourrir et soigner les bébés coraux pendant des mois, tout au long de leur phase de vie la plus vulnérable, et améliorer leur taux de survie lorsqu'ils sont renvoyés dans l'océan en tant que coraux adolescents.

L'étude des coraux en laboratoire permet également aux scientifiques de simuler des conditions telles que le cycle lunaire et les températures de l'eau qui induisent le frai des coraux avec une synchronicité remarquable.

"Nous avons découvert que les animaux collés au fond de la mer qui n'ont aucun moyen de se parler ont besoin de quelque chose à interpréter ensemble", a déclaré Williamson. "Ils ont des récepteurs de lumière bleue qui détectent la lumière de la lune. Il est fascinant que ces organismes qui n'ont même pas de cerveau et qui étaient au bord de l'extinction puissent se coordonner les uns avec les autres et utiliser les mêmes signaux environnementaux pour se reproduire et rester résilient."

Pour renforcer les stratégies de restauration de l'UM, l'Advanced Research Projects Agency du département américain de la Défense a accordé au laboratoire une subvention fédérale de 7,5 millions de dollars pour faire face aux menaces qui pèsent sur les infrastructures militaires et civiles côtières en Floride et dans les Caraïbes.

"Miami est le point zéro de la mise en danger des infrastructures côtières due à la montée de la mer, aux ondes de tempête et aux inondations", a déclaré Andrew Baker, professeur de biologie marine et directeur du Coral Reef Futures Lab à la Rosenstiel School. "Nous voulons construire des récifs hybrides qui offrent les avantages d'amortissement des vagues des structures artificielles et les avantages écologiques du corail.

"Nos récifs ont été battus par la chaleur, l'acidification, les eaux usées et le ruissellement des nutriments. Comment pouvons-nous développer des solutions d'ingénierie qui favorisent la croissance et la résilience ?"

Baker et Lirman espèrent finalement restaurer 125 acres d'habitat récifal en plantant plus de 150 000 colonies de coraux et larves de cinq espèces. Ils travaillent contre des facteurs qui ont causé la disparition de 25 % de la couverture corallienne mondiale au cours des 30 dernières années. En Floride, les récifs sont cruciaux pour l'économie et l'écologie de l'État, fournissant un habitat pour les poissons et les homards et une barrière contre les ondes de tempête. La National Oceanic and Atmospheric Administration a même mis un prix sur les récifs, calculant qu'ils ont une valeur d'actif de 8,5 milliards de dollars dans le sud-est de la Floride et génèrent 70 400 emplois.

Avery Boals et Juliana Grillo, étudiantes en biologie marine à l'UM, adoptent une approche plus paternaliste. Ils sont volontaires pour Rescue a Reef. Lors de la récente plongée de nuit, ils ont recherché et trouvé des cornes de cerf spécifiques que Grillo avait plantées il y a deux ans et demi.

"J'ai suivi leur croissance de l'enfance à l'âge adulte", a déclaré Grillo. "Je plonge là-bas et je les reconnais et ça fait du bien de voir à quel point ils prospèrent." + Explorer plus loin