La perte inquiétante des récifs coralliens dans le monde a incité les scientifiques et les écologistes à aider à la récupération des récifs grâce à des approches de restauration active. La transplantation de coraux sur des récifs dégradés vise à augmenter la couverture corallienne et par la suite à promouvoir les habitats structuraux. Jusqu'à maintenant, la restauration proprement dite a été effectuée manuellement par des plongeurs, qui devait attacher chaque corail, qu'il s'agisse d'un fragment ou d'une recrue corallienne déposée sur un substrat, individuellement.

Aujourd'hui, la dégradation des récifs se produit à une échelle de centaines et de milliers de kilomètres carrés. En revanche, les activités de restauration actuelles sont généralement de moins d'un hectare. Ces efforts sont limités par le fait que seuls les travaux à forte intensité de main-d'œuvre, et donc coûteux, techniques sont actuellement disponibles. « Si nous voulons que la restauration joue un rôle plus significatif dans la conservation des récifs coralliens, nous devons penser dans de nouvelles directions. Notre approche de semis est une étape importante vers l'atteinte de cet objectif car elle permettra la manipulation d'un grand nombre de coraux dans un laps de temps très court à des coûts nettement inférieurs", dit le Dr Dirk Petersen, chef de projet et directeur exécutif de SECORE International.

Dans l'approche du semis, les larves de corail sont installées sur des substrats spécialement conçus qui sont auto-stabilisés et se fixent au récif par des processus naturels. Après quelques semaines à quelques mois, ces soi-disant « unités d'ensemencement » (c'est-à-dire, substrats ainsi que les polypes coralliens initiaux) sont semés sur le récif en les calant simplement dans des crevasses plutôt que de nécessiter une fixation manuelle. Jusqu'à aujourd'hui, repiquage par exemple 10, 000 coraux individuels sur un hectare en utilisant des méthodes courantes nécessitent plusieurs centaines à quelques milliers d'heures-personnes. "Semer le même nombre de coraux pourrait être réalisé en moins de 50 heures-personnes, un gain de temps de plus de 90 pour cent. En outre, les coûts matériels pourraient être réduits jusqu'à un tiers, représentant une avancée substantielle pour les futurs travaux de restauration", déclare Margaret Miller, directrice de recherche de SECORE.

Reproduction sexuelle des coraux et diversité génétique

A Curaçao, l'équipe a collecté des larves libérées par des colonies de coraux balles de golf ( Favia fragum ). "Peu de temps après la collecte, nous avons installé les larves de corail sur des substrats en forme de tétrapodes spécialement conçus en ciment", explique Valérie Chamberland, qui a dirigé les recherches sur le terrain pour cette étude sur Curaçao.

Travailler avec des coraux reproduits sexuellement maintient la diversité génétique. Différentes combinaisons de gènes, les génotypes, surviennent au sein de la population par recombinaison - le remaniement des caractéristiques génétiques des parents parmi leur progéniture. De nouvelles combinaisons génétiques pourraient alors doter certains descendants de coraux de capacités pour mieux faire face aux conditions actuelles et futures que leurs parents en difficulté. "C'est d'une importance vitale pour toute espèce de corail face au changement climatique. De cette façon, nous pouvons obtenir des coraux qui, par exemple, sont plus résistants à l'augmentation de la température de l'eau", dit Dirk Petersen.

Trois semaines plus tard, les larves de corail installées s'étaient transformées en polypes de corail initiaux et les unités ont été semées sur le récif devant l'aquarium marin de Curaçao. "La forme spécifique des substrats tétrapodes nous a permis de simplement caler les unités d'ensemencement dans les crevasses naturelles du récif. La plupart des unités d'ensemencement étaient stables en quelques semaines, soit fixé dans des crevasses, soit naturellement cimenté sur la charpente du récif", dit Valérie Chamberland.

La conception des substrats favorise non seulement la fixation sur le récif, mais est également destiné à améliorer la survie des colons de corail. « Les différentes orientations des surfaces des Seeding Units et leurs rainures intégrées créent des micro-habitats susceptibles de réduire la compétition et la prédation affectant les coraux jeunes et très fragiles par rapport au moment où les larves s'installent directement sur le récif. C'est crucial, car nos résultats montrent que le stade de la vie postérieur à l'installation est le goulot d'étranglement pour la survie des jeunes coraux", dit Dirk Petersen.

Dans les douze mois qui suivent le semis, les scientifiques ont surveillé de près l'attachement du substrat au récif et les taux de survie des colons coralliens. « Nous avons installé entre 20 et 30 larves sur chaque substrat pour idéalement avoir un corail établi par unité d'ensemencement à long terme. Après un an plus de la moitié des unités ont été récupérées et abritaient encore au moins un corail, atteindre cet objectif requis pour finalement aboutir à un résultat de restauration réussi", explique Valérie Chamberland.

Faire progresser l'approche du semis

Les scientifiques de SECORE optimisent maintenant la conception du substrat pour augmenter encore la survie et la croissance des colons coralliens. "Alors que les substrats ont été initialement colonisés par des communautés d'algues corallines crustacées amicales qui facilitent l'installation et la métamorphose des larves, leurs surfaces supérieures exposées à la lumière sont rapidement devenues envahies par les gazons d'algues concurrents une fois posés sur le récif. Cela a probablement contribué à une mortalité relativement élevée des colons de corail au cours des trois premiers mois sur le récif », dit Valérie Chamberland. Comme le suggèrent des expériences préliminaires, les substrats de matériaux non poreux tels que le verre ou la céramique émaillée pourraient empêcher la formation de communautés d'algues de gazon et améliorer encore la survie et la croissance des coraux installés.

Jusque là, le semis de coraux installés a été testé dans un projet pilote de recherche - il doit maintenant être testé à une échelle beaucoup plus grande. Le traitement de 50, 000 à 100, 000 substrats au sein d'un même site et d'une saison de frai impliqueront des défis logistiques et techniques majeurs. En collaboration avec l'Académie des sciences de Californie, La conservation de la nature, et autres partenaires, SECORE prévoit de surmonter ces défis dans le cadre du projet Global Coral Restoration récemment lancé.

"Nous sommes régulièrement capables de produire un million de larves à partir d'un seul événement de frai. Jusqu'à présent, le nombre de substrats était limité car ils étaient fabriqués manuellement à l'aide de moules. Nous travaillons actuellement avec nos partenaires pour mettre en œuvre la fabrication industrielle des substrats tétrapodes en grand nombre à des coûts nettement inférieurs", dit Dirk Petersen. « Si nous sommes capables de combiner notre nouvelle approche de semis avec des techniques d'élevage de larves de corail plus efficaces, que nous développons en ce moment, les coûts de restauration des récifs pourraient devenir comparables aux coûts des efforts existants de restauration des mangroves et des marais salants. »

SECORE et ses partenaires travaillent ensemble pour affiner chaque étape de la démarche de semis. Cela comprend également le développement de différentes formes d'unités d'ensemencement pour couvrir un large éventail d'habitats récifaux et l'optimisation de la survie après l'installation des très petits stades de vie initiaux à travers un plus large éventail d'espèces. Un jour, il peut être possible de semer des coraux depuis un bateau ou avec des drones sous-marins.