Les biologistes marins de Stanford ont découvert que les coraux activent un groupe spécifique d'anciens, gènes défensifs lorsqu'ils sont exposés à des conditions environnementales stressantes. Ces gènes induits par le stress pourraient servir de signe d'avertissement pour les événements de blanchissement des coraux.

Dans l'étude, les chercheurs ont surveillé trois colonies de coraux dans un lagon de l'île d'Ofu, Samoa américaines, pour leur réponse aux facteurs de stress comme les températures élevées, oxygène, et l'acidité des océans. Les jours les plus chauds, les chercheurs ont constaté un changement significatif dans les gènes que les coraux activaient dans leurs cellules.

"Ils ont commencé à utiliser tout un ensemble de gènes qu'ils n'utilisaient tout simplement pas auparavant, " a déclaré Steve Palumbi, professeur de sciences marines, directeur de la station maritime Hopkins, et un auteur de l'article qui décrit l'étude, récemment publié dans Avancées scientifiques .

Un aperçu de la santé des coraux

En 2016, la Grande Barrière de corail a connu le pire événement de blanchissement des coraux jamais enregistré alors que les coraux sur des centaines de kilomètres sont devenus d'un blanc immaculé. Ces événements de blanchissement peuvent éventuellement conduire à la mort des coraux. Les scientifiques prédisent que le changement climatique mondial et l'augmentation continue des températures des océans augmenteront la fréquence du blanchissement des coraux dans le monde. La partie délicate est, les coraux ne montrent pas de signes visibles de blanchissement au préalable. Les gènes identifiés dans cette étude pourraient donner aux scientifiques une indication instantanée de la santé des coraux - et une idée du moment où le blanchissement est susceptible de se produire.

Dans des conditions stressantes, les fonctions cellulaires normales d'un corail commencent à défaillir. En réponse, le groupe de gènes identifié dans cette étude déclenche un processus, appelée réponse protéique dépliée, qui fonctionne pour rétablir des conditions normales dans la cellule. Si les conditions continuent de s'aggraver, les coraux blanchissent et finissent par mourir.

"Pour la première fois, nous pouvons demander à ces coraux, 'Comment ça va?' Ils n'ont pas de battement de coeur. Ils n'ont pas de pouls. Nous avons besoin de connaître leurs signes vitaux pour comprendre comment ils réagissent à l'environnement, " a déclaré Palumbi.

Une ancienne réponse au stress

Au cours de la période d'étude de dix-sept jours, Palumbi et l'étudiante diplômée Lupita Ruiz-Jones ont suivi plus de 17 ans, 000 gènes de corail juste après midi chaque jour. Le septième et le huitième jour, lorsque les marées étaient les plus basses et les températures les plus chaudes, les gènes des coraux ont initié la réponse protéique dépliée cellulaire. Le neuvième jour, les marées se sont élevées et les systèmes des coraux sont revenus à la normale.

"Cette réponse montre à quel point les coraux sont synchronisés avec leur environnement, " dit Ruiz-Jones, qui était le premier auteur sur le papier.

Cette réponse au stress n'est pas propre aux coraux. Il a été observé chez les mammifères ainsi que chez certaines espèces de levures. Les humains activent les mêmes gènes anciens en réponse aux maladies, comme le cancer. En période de stress, les protéines mal repliées et dépliées d'une cellule s'accumulent dans le réticulum endoplasmique, une série d'aplatis, structures en forme de tube dans la cellule qui aident à la construction de protéines. La réponse protéique dépliée est une réaction au flot de protéines mal assemblées.

"C'est essentiellement l'organisme qui reconnaît que quelque chose ne va pas, ", a déclaré Ruiz-Jones.

Étudier les coraux durs

Le lagon de l'île d'Ofu, une baignoire turquoise peu profonde, fourni le laboratoire de corail idéal pour étudier les coraux tolérants à la chaleur. Les coraux de l'île d'Ofu connaissent des températures de l'eau proches de la température du corps humain, assez pour tuer la plupart des espèces de coraux. Les coraux d'Ofu, cependant, prospérer dans des conditions environnementales stressantes.

Les scientifiques pensent que fréquemment, l'exposition pulsée à des températures élevées peut rendre les coraux plus forts, de la même manière que les athlètes s'entraînent pour la compétition. Comprendre pourquoi certains des coraux les plus résistants au monde sont si tolérants à la chaleur pourrait aider les scientifiques à identifier et à cartographier d'autres colonies de coraux survivants dans le monde.

"Nous savons que les coraux ont la capacité de s'adapter et d'évoluer vers des eaux plus chaudes que nous ne le pensions auparavant. Nous pouvons utiliser cela comme un atout principal pour les aider à vivre les prochaines décennies jusqu'à ce que nous résolvions le changement climatique mondial, " a déclaré Palumbi.

Palumbi est également senior fellow au Stanford Woods Institute for the Environment.