La baie de Carthagène est peut-être le dernier endroit où vous vous attendez à trouver un récif de corail. Les gratte-ciel et les hôtels de la station balnéaire de Bocagrande longent la plage voisine. Les navires de croisière et les cargos sillonnent le port animé. Le vibrant, ville historique elle-même est à la fois la principale destination touristique de Colombie et l'un de ses principaux ports.

À un moment donné, En effet, cette baie peu profonde était pratiquement couverte de corail. Mais cela a commencé à changer lorsque les Espagnols sont arrivés en 1533. En découvrant les richesses de l'intérieur de l'Amérique du Sud, Les ingénieurs espagnols ont construit le Canal del Dique, détourner la puissante rivière Magdalena pour réaliser de l'argent et de l'or. Jetant dans la baie, le canal a aussi apporté deux autres choses, à la fois nuisibles aux invertébrés marins :eau douce, et des tonnes et des tonnes de sédiments. Aujourd'hui, cinq cents ans plus tard, presque tout le corail est parti. Mais là, à l'embouchure de la baie, caché sous dix pieds d'eau si trouble et immonde que vous pourriez blanchir pour y mettre votre coude, vit un kilomètre carré de récif qui est l'un des meilleurs de toutes les Caraïbes.

Le récif de Varadero est connu depuis longtemps des habitants des communautés insulaires locales. Descendants d'esclaves amenés à construire les solides forts de pierre qui surplombent encore le port, ils ont toujours pêché le récif pour leur nourriture. Mais ce n'est qu'en 2013 que Varadero a été découverte par la science. C'est alors que les biologistes locaux sont allés plonger pour un exemple de récif dégradé, celui qu'ils pensaient pourrait être envahi par des éponges envahissantes. Ce qu'ils ont trouvé à la place était un véritable jardin de corail, avec plus de 30 espèces couvrant jusqu'à 80 pour cent de sa surface.

Mónica Medina a découvert Varadero un an plus tard. Un microbiologiste corallien à Penn State, elle était allée à une conférence à Carthagène pour donner une conférence sur son travail. A la fin de la conférence, un collègue a insisté pour l'emmener sur place.

"Ce qui est fou, c'est que tu nages et que tu ne peux pas voir la personne à côté de toi, c'est si trouble, " Dit Medina. " Il y a cette sale couche d'eau douce sur le dessus, et puis ça devient clair et il y a un récif incroyable là-bas."

Sous le microscope

La première pensée de Medina était automatique :pourquoi ce récif se porte-t-il si bien ? Coraux, elle savait, dépendent comme aucun autre animal de la présence de la lumière du soleil. Plus précisément, les algues microscopiques qui vivent dans les coraux dépendent de la lumière du soleil pour générer, via la photosynthèse, l'énergie dont les coraux ont besoin pour vivre et grandir. Coraux, donc, faire mieux dans des eaux cristallines, assez peu profond pour que la lumière du soleil pénètre facilement. Comment un récif pourrait-il prospérer ici, affamé de lumière et étouffé par les sédiments et la pollution ?

C'est une question dont les réponses peuvent avoir des implications mondiales. Alors que les récifs du monde entier meurent en réponse à la hausse des températures des océans, La résilience est devenue un concept clé chez les biologistes coralliens. Comme Medina et d'autres l'ont montré, certaines espèces de coraux ont la capacité de survivre dans des conditions moins qu'optimales, tandis que d'autres périssent. Qu'est-ce qui donne à ces spécimens plus résistants la force de s'adapter et de rebondir ? Identifier ce qui les rend différents pourrait être vital pour la survie des coraux.

En tant que microbiologiste, Medina s'intéressait le plus au microbiome de Varadero, la communauté étourdissante de complexité constituée de toutes les bactéries, archée, et les champignons vivant dans les coraux qui composent le récif. Comme les tripes humaines et les poignées des toilettes publiques, chaque corail individuel héberge sa propre ménagerie microscopique, façonné par l'endroit où il vit et les types d'organismes qu'il a rencontrés. Corail qui pourrait réussir dans cet environnement difficile, raisonna-t-elle, devrait avoir un microbiome très inhabituel en effet.

De retour en 2007, Médine, puis à l'Université de Californie à Merced, a été l'un des premiers à utiliser la technologie de séquençage génétique de nouvelle génération pour examiner les microbiomes des coraux. Ce premier travail qu'elle qualifie de relativement grossier :"Nous avons juste attrapé des morceaux de corail d'une douzaine d'espèces et les avons broyés et séquencés, aussi profondément que nous le pouvions, " dit-elle. Malgré tout, "Nous avons découvert une vaste diversité microbienne." Des améliorations ultérieures ont montré que chaque partie d'un corail - son squelette, les tissus mous, et le mucus sécrété par l'animal abrite sa propre communauté séparée.

Au cours des dernières années, Medina a travaillé avec Rebecca Vega Thurber de l'Oregon State University pour cataloguer la biodiversité des microbiomes coralliens dans le monde, et elle s'attendait pleinement à trouver une signature distinctive chez ceux capables de survivre à Varadero. La question était, Pourquoi? Était-ce simplement parce que ces coraux s'étaient si bien acclimatés à leur environnement atypique ? Ou étaient-ils en fait génétiquement différents ?

Une course contre la montre

Approcher de la réponse a signifié une course contre la montre. Ironiquement, La découverte de Varadero coïncide avec une période de grande effervescence en Colombie, déclenchée par la signature d'un accord de paix historique après plus d'un demi-siècle de conflit sanglant. Avec une sécurité accrue et un nouvel esprit d'optimisme, la confiance des investisseurs augmente, et les forces du développement économique longtemps étouffées se sont déchaînées. La croissance rapide qui en a résulté menace quelque chose que la longue ombre de la violence avait réussi à protéger :l'étonnante biodiversité de la Colombie.

La baie de Carthagène, en particulier, connaît un boom du transport maritime et du tourisme de luxe. La houle du trafic a engendré des projets de dragage pour élargir ses canaux de navigation, et le plan actuel de cette amélioration traverse le cœur de Varadero. Le récif qui a survécu inaperçu pendant si longtemps est soudainement en danger d'être détruit.

En 2014 et 2015, Les collègues de Medina et de Penn State, Roberto Iglesias Prieto, et le boursier postdoctoral Joe Pollock ont ​​travaillé avec une équipe de biologistes colombiens et américains pour cartographier et étudier le récif, détaillant sa structure et sa composition et répertoriant les variétés de vie qu'ils y ont trouvées. Mais une étude beaucoup plus approfondie serait nécessaire si les leçons plus complètes de Varadero devaient être apprises.

L'opposition locale au plan de développement du gouvernement n'avait pas encore gagné beaucoup de terrain, alors Medina a rapidement demandé à la National Science Foundation une subvention dite RAPID, réservé à une action urgente face à une catastrophe imminente. Lorsque cette demande a été refusée, elle a porté son cas devant la journaliste Lizzie Wade, qui a écrit sur Varadero pour le journal Science .

"Cette histoire nous a en quelque sorte aidé à attirer l'attention de la NSF, ", dit Medina. "Cela a également attiré l'attention des nouvelles locales, ce qui a aidé nos collègues colombiens à tenir le fort et à se faire entendre. » Peu de temps après la parution de l'histoire, Medina et Iglesias Prieto ont retravaillé leur proposition, et cette fois, la subvention d'urgence a été accordée.

Nuages ​​et soleil

Quand ils sont retournés en Colombie et ont commencé à creuser plus profondément, Medina et Iglesias Prieto ont découvert que l'histoire de Varadero est plus compliquée qu'ils ne l'avaient d'abord pensé. Expliquer, Iglesias Prieto produit une paire de photographies aériennes du récif, une prise en décembre 2014 et l'autre en janvier 2015. Sur la photo précédente, la surface de l'eau est impénétrable, un nuage trouble. Dans la seconde, il est presque transparent—assez clair pour montrer le contour d'un récif.

"La première fois que j'y suis allé, les conditions étaient comme ça, " il dit, pointant vers la version opaque. "Mais ce que nous apprenons, c'est que les propriétés optiques de l'eau ici changent très rapidement." Varadero, en d'autres termes, n'est pas toujours entouré de turbidité - parfois l'eau au-dessus est claire. Tout dépend du volume du panache de sédiments qui s'écoule du canal, et la circulation dominante dans la baie.

"Nous ne savons pas encore combien de temps c'est un, et combien l'autre, " dit Iglesias Prieto. " Ce que nous savons, c'est que la transition dans les deux sens peut avoir lieu en quelques minutes. "

Lui et ses étudiants ont placé des capteurs dans la baie pour enregistrer ces déplacements, et travaillent avec des experts en circulation océanique sur des modèles informatiques pour les prédire. En attendant, il y a de riches preuves à glaner sur le corail lui-même.

Les coraux se développent en déposant du carbonate de calcium pour construire un nouveau squelette. Cette calcification dépend fortement de l'énergie produite par les algues symbiotiques du corail. Sous un ciel nuageux, la photosynthèse s'arrête, et la calcification aussi. Inversement, où la lumière du soleil pénètre, la croissance s'accélère. On sait depuis les essais nucléaires sur l'atoll de Bikini pendant la Seconde Guerre mondiale qu'une radiographie d'un squelette de corail révélera des bandes de croissance annuelle, comme les cernes des arbres, correspondant à la durée et à l'intensité de l'ensoleillement saisonnier que l'animal a absorbé. Mais ce même squelette, Iglesias Prieto dit, peuvent également enregistrer des changements de lumière se produisant sur des échelles de temps beaucoup plus courtes, peut-être même celles liées aux nuages ​​de sédiments.

Alors qu'il continue d'examiner la physiologie squelettique, lui et Medina ont également testé son hypothèse sur le microbiome de Varadero, comparer des échantillons bactériens prélevés là-bas avec des échantillons de trois récifs voisins, chacun un peu plus au large et donc moins exposé aux sédiments et à la pollution. Ce qu'ils ont trouvé confirme ses soupçons :les échantillons de Varadero sont très différents de ceux prélevés à quelques kilomètres seulement.

L'analyse est en cours, mais Medina pense qu'il est peu probable que les coraux eux-mêmes soient génétiquement distincts. "Les deux récifs sont si proches l'un de l'autre, il n'y a pas de barrière pour empêcher le flux de gènes entre eux, " explique-t-elle. " Je soupçonne que ces coraux ont dû se croiser dans le passé, mais une fois installés dans ces différents milieux, les exigences envers eux étaient différentes. Un environnement est riche en nutriments, l'autre pauvre en nutriments; on a de très grandes oscillations de disponibilité lumineuse, l'autre a toujours la même lumière. Je pense que tout cela se joue dans le microbiome."

Pour déterminer la stabilité de leurs différences, Medina et Iglesias Prieto ont ensuite transplanté de petits échantillons de corail de chacun des quatre sites récifaux vers tous les autres. Bien qu'il soit trop tôt pour dire si les microbiomes contenus dans ces échantillons se transforment pour correspondre à leurs nouveaux environnements, les chercheurs ont déjà remarqué que les greffes de Rosario et de Baru survivent mieux à Varadero que les échantillons de Varadero sur ces récifs « plus propres ».

"Cela nous a surpris, " dit Medina. " Mais ce que nous avons vu, c'est que lorsque la circulation est bonne, il y a en fait de l'eau très propre et une bonne lumière sur le récif. Quand ce n'est pas le cas, l'eau sale contient toutes sortes de petites bestioles dont elles se nourrissent. On dirait qu'ils ont le meilleur des deux mondes."

Rentrer à la maison

Des rapports récents d'un récif brésilien prospérant sous des sédiments lourds à l'embouchure de l'Amazone suggèrent que Varadero pourrait ne pas être aussi inhabituel que Medina et d'autres le pensaient à l'origine. Il pourrait y avoir des récifs coralliens cachés ailleurs dans des endroits improbables où personne n'a pensé à les chercher. Mais à Médine, cela ne fait que rendre celui-ci plus important. "Compte tenu du fait que de plus en plus d'endroits peuvent être confrontés à ce type de pollution, comprendre la réponse des récifs est essentiel, surtout celle d'un récif qui a résisté à tant d'années d'abus, " elle dit.

Elle s'intéresse également aux populations humaines qui ont dépendu de Varadero - cette poignée de communautés de pêcheurs pauvres, coupé du continent, qui existent ici depuis des siècles. Peuvent-ils, comme le récif lui-même, survivre à la vague de développement à venir?

"Jusqu'à très récemment, ces gens ont été complètement ignorés, " dit Medina. " Maintenant, les chaînes de villégiature s'installent. Des approbations ont été données pour 16 marinas. " Elle craint qu'avec des droits de propriété ténus et sans voix politique, ces communautés seront perdues dans la mêlée. « Si le récif est détruit, ils n'auront rien, " elle s'inquiète.

Medina a enrôlé l'anthropologue de Penn State Carter Hunt, un expert des conséquences sociales et environnementales du tourisme, pour documenter la vie dans ces colonies en ce moment de changement imminent, et pour aider à explorer les interrelations :comment les perturbations causées par l'homme peuvent avoir un impact sur un système naturel et comment les communautés humaines qui dépendent de ce système sont affectées à leur tour.

Avec l'aide de Hunt, et celle de deux autres spécialistes des sciences sociales de Penn State, Leland Glenna et Larry Gorenflo, Medina et Iglesias Prieto espèrent examiner ces impacts couplés en temps réel, combiner les preuves historiques et génétiques enregistrées dans le corail lui-même avec des documents d'archives poussiéreux qui détaillent l'histoire environnementale de la baie, et en superposant cela avec l'ethnographie actuelle.

Pour Médine, cependant, Varadero est plus qu'une étude de cas. Elle est née et a grandi en Colombie, partir pour des études supérieures aux États-Unis en 1992. "J'ai toujours voulu y retourner quand j'ai terminé mon doctorat, " elle dit, "mais c'était un moment particulièrement mauvais." Les enlèvements et les assassinats étaient fréquents - même son propre grand-père a été kidnappé, bien que plus tard publié. Dans les années qui ont suivi, une chance de faire des recherches en Colombie " était quelque chose que j'ai toujours souhaité, " dit Medina. Que Varadero devrait venir, à ce tournant, "ça fait rêver. C'est le projet idéal, une chance de faire ce que je fais, et lui apporter un nouveau sens. Parce que je peux aider ces communautés. Déjà, Je pense que nous les avons aidés à trouver leur voix." Bien que les perspectives de Varadero soient encore très incertaines, "J'ai plus d'espoir que lorsque nous avons commencé, " elle dit.

A Médine, pour être clair, ce projet est critique du seul point de vue scientifique. "Mais c'est aussi une façon pour moi de contribuer, " dit-elle. " Au processus de paix, et en général. Cela me ramène à la maison."