Une étude publiée récemment par une équipe de chercheurs, d'anciens élèves et des étudiants de l'Université d'Hawai'i à la Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST) ont montré que les impacts locaux de l'homme (la pollution par les nutriments provenant des activités terrestres) peuvent accélérer les impacts négatifs de l'acidification mondiale des océans sur les récifs coralliens.

Les récifs coralliens fournissent des services écosystémiques essentiels, notamment la sécurité alimentaire et la protection du littoral aux communautés côtières. Ces services dépendent en grande partie de la structure tridimensionnelle très complexe des récifs coralliens. Pour que les récifs coralliens prospèrent, organismes calcifiants, comme les coraux, doit construire le récif plus rapidement que les organismes bioérodants et la dissolution naturelle décompose le récif.

"Il y a une longue histoire d'examen des impacts de la pollution par les nutriments et de l'acidification des océans sur les récifs coralliens, " a déclaré l'auteur principal Nyssa Silbiger, professeur assistant à la California State University, Northridge et ancienne élève de l'UH Manoa Hawai'i Institute of Marine Biology (HIMB) à SOEST. "Toutefois, on sait peu de choses sur la façon dont ces deux facteurs de stress interagissent et influencent le fonctionnement de l'écosystème des récifs coralliens. »

Des recherches antérieures ont montré que les facteurs de stress associés au dioxyde de carbone d'origine humaine (CO 2 ) émissions, comme l'acidification des océans, déplacent les récifs coralliens vers une perte nette, ce qui conduirait à la perte du cadre tridimensionnel à l'avenir. La nouvelle étude en Actes de la Royal Society B :Sciences biologiques ont montré que la pollution par les nutriments pourrait rendre les récifs coralliens plus vulnérables à l'acidification des océans et accélérer le passage prévu d'une croissance nette à une perte globale.

Chez HIMB, l'équipe a utilisé un système de pointe dans lequel ils ont continuellement ajouté des nutriments (nitrates et phosphates) aux aquariums abritant différents membres de la communauté des récifs coralliens, y compris les coraux, algues, décombres morts de récif, ou du sable. Ils ont ensuite comparé cela à une expérience imitant les systèmes naturels avec une communauté mixte contenant les quatre constituants et mesuré les « fonctions écosystémiques » critiques des communautés de récifs coralliens :calcification, dissolution, photosynthèse, et la respiration.

"Nous avons montré que la pollution par les nutriments diminue la croissance globale des récifs et perturbe la dynamique chimique naturelle des récifs coralliens, " a déclaré Silbiger. " Dans l'eau de mer polluée en nutriments, les calcificateurs étaient moins capables de capitaliser sur les composés dissous qui constituent les éléments constitutifs des récifs coralliens. La pollution par les nutriments a réduit les taux de calcification - une mesure de la rapidité avec laquelle les constructeurs de récifs créent le cadre squelettique - près de dix fois dans des eaux qui favoriseraient autrement la croissance des récifs, et amélioré à la fois la dissolution du squelette et la croissance des algues concurrentes. »

On pense souvent que les nutriments provenant des engrais ont un impact indirect sur les récifs, par exemple en donnant un avantage aux algues adventices qui peuvent dépasser les récifs, un constat renforcé par cette étude.

"Ces 'déphasages' vers les récifs d'algues se produisent à l'échelle mondiale, provoquant un changement majeur dans le fonctionnement des récifs, " a déclaré le co-auteur Craig Nelson, professeur à l'UH Manoa en océanographie et Sea Grant. "Mais jusqu'à présent, nous n'avons jamais quantifié comment la pollution par les nutriments peut directement réduire la capacité des coraux à construire la structure des récifs."

Ce que ce travail a révélé, c'est que les nutriments modifient également l'environnement de pH local en compromettant la façon dont les coraux et autres organismes récifaux respirent, qui influence la chimie du récif.

"La relation entre les nutriments et le métabolisme des récifs exacerbe le changement de pH, ce qui peut rendre l'ensemble du système plus sensible aux menaces mondiales telles que l'acidification des océans, " a déclaré la co-auteur Hollie Putnam, professeur assistant à l'Université de Rhode Island et ancien élève de HIMB.

« La pollution par les nutriments affecte négativement la croissance des récifs à la fois directement et indirectement, créant un double coup dur pour les récifs coralliens déjà stressés par l'acidification des océans dans le monde, " a déclaré la co-auteur Megan Donahue, chercheur à l'HIMB. "Nos données indiquent que les efforts de gestion locale tels que la réduction du ruissellement des nutriments et de l'infiltration dans les eaux souterraines, et actions mondiales, comme la réduction des émissions mondiales de dioxyde de carbone, sont nécessaires pour protéger les récifs d'un déclin rapide."

À l'avenir, l'équipe de recherche se concentrera sur la façon dont d'autres constituants des récifs tels que les poissons interagissent avec ces processus pour avoir un impact sur le fonctionnement de l'écosystème des récifs coralliens, car les récifs sont des réseaux complexes et ces interactions sont essentielles à la résilience.