Le changement climatique menace les récifs coralliens du monde entier. Les températures élevées associées à ce phénomène peuvent conduire à un « blanchiment, " la rupture de la symbiose entre les coraux et les algues qui vivent au sein de leurs cellules. Puisque les coraux sont nourris par ces algues " symbiotes " photosynthétiquement actives, " blanchiment - ainsi appelé parce que les tissus coralliens deviennent clairs/blancs, exposer le squelette blanc en dessous - entraîne généralement la mort du corail.

Au moins un demi-milliard de personnes sur Terre dépendent directement des récifs coralliens pour leur subsistance. Les récifs coralliens fournissent une multitude de services écosystémiques non seulement à la pléthore de créatures marines qui vivent sur les récifs coralliens, mais aussi aux humains. Par exemple, les récifs sont des nurseries pour une myriade d'espèces de poissons commercialement importantes.

C'est pourquoi nous devons surveiller activement la santé des récifs coralliens du monde entier. Je m'intéresse particulièrement à l'identification des récifs sensibles au stress ou à résilience limitée. Peut-être que ces récifs devraient être prioritaires pour la conservation sous l'hypothèse malheureuse que la sauvegarde de tous les récifs n'est peut-être plus faisable. Puis encore, peut-être devrions-nous plutôt concentrer nos efforts sur les récifs présentant les coraux les plus forts, car ceux-ci auront une meilleure chance de survie.

Indépendamment, nous avons besoin d'un moyen de déterminer si un récif est sain ou malade.

Diagnostic réactionnaire

Historiquement, l'évaluation de la santé des récifs coralliens a été une entreprise rétroactive. Nous enfilons nos bouteilles de plongée, allez plonger et notez le nombre de coraux mourants ou morts. Cela reviendrait à dire à quelqu'un qui vient de faire une crise cardiaque qu'il souffre d'hypertension. Idéalement, cette personne aurait aimé le savoir plus tôt afin de pouvoir apporter des changements à son alimentation ou à d'autres modes de vie pour éviter un arrêt cardiaque.

Si nous ne diagnostiquons que la mort des coraux, les données acquises lors de nos relevés sont peu utiles aux coraux vivants. Ne vaudrait-il pas mieux que nous puissions détecter les déclins de la santé des coraux avant qu'ils ne soient graves, des signes de maladie à un stade avancé, comme le blanchiment, sont-ils évidents ? Puis, nous pourrions alerter les gestionnaires afin qu'ils puissent agir pour promouvoir la résilience des coraux à l'échelle locale en, par exemple, fermer le récif à la pêche.

Nous ne savons pas à quoi ressemble un corail vraiment sain

Malheureusement, nous n'avons pas de référence physiologique pour les coraux. Toutes les recherches sur les récifs coralliens ont été entreprises au cours des 50 à 100 dernières années. C'est bien après le début de la révolution industrielle, le point auquel notre impact humain collectif sur la planète est vraiment passé à la vitesse supérieure.

En d'autres termes, toutes les données que nous possédons actuellement proviennent de coraux qui sont déjà susceptibles d'être stressés au moins dans une certaine mesure. Même les récifs les plus isolés géographiquement, ceux des Chagos dans l'océan Indien, blanchissent presque chaque année.

Bien que cela signifie qu'il ne reste aucun récif vierge sur Terre, il est encore possible d'en trouver des sains. Mais savoir ce qui constitue réellement un récif sain est délicat étant donné le manque de données de base. Si nous ne savons pas définir le phénotype d'un corail sain, comment peut-on s'attendre à documenter le degré de stress ou la probabilité de blanchiment?

Étudier la santé des coraux grâce à la biologie moléculaire

Au cours des 15 dernières années, J'ai développé une série de procédures de diagnostic moléculaire visant à faire des conjectures sur la santé des coraux. Pour ceux qui ont étudié la biologie cellulaire, vous vous souviendrez peut-être que tous les organismes cellulaires possèdent une suite de protéines qui protègent, stabiliser et/ou réparer leurs cellules lors d'événements de stress, comme l'exposition à des températures élevées. Bien que certaines « protéines de stress » puissent être synthétisées à tout moment (même lorsque les cellules ne sont pas stressées), la majorité ne devrait être produite par les cellules que lorsqu'elles sont réellement stressées.

Par cette logique, même si nous manquons de données de base, nous devrions être en mesure de développer un système de diagnostic pour les coraux basé sur des concentrations de gènes et de protéines indicateurs de stress que j'appellerai collectivement « biomarqueurs moléculaires ». Coraux, après tout, sont constitués de cellules avec des génomes très similaires au nôtre (au moins dans le cas des hôtes).

Mon idée, alors, était d'aller dans les écosystèmes les plus « vierges » (la langue fermement implantée dans la joue) du monde, échantillon de coraux, et analyser les concentrations d'un certain nombre de biomarqueurs moléculaires au niveau des gènes et des protéines impliqués dans la réponse au stress cellulaire. Cela servirait à générer des données de « référence actuelle » pour les coraux des récifs avec lesquelles nous pourrions comparer les changements futurs résultant du changement climatique et d'autres activités humaines.

De 2013 à 2016, j'ai échantillonné des coraux des confins les plus reculés de l'Indo-Pacifique en tant que chercheur postdoctoral avec la Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation (LOF). Dans le cadre de la "Global Reef Expedition" (GRE) du LOF, de petites miettes de tissu (c'est-à-dire, « biopsies ») ont été prélevés sur chacune des milliers de colonies de coraux (en se concentrant sur le genre Pocillopora), allant des îles Australes de Polynésie française à l'archipel des Chagos (Territoire britannique de l'océan Indien), et des centaines de sites entre les deux. Nous nous sommes concentrés sur des récifs qui n'avaient pas été préalablement étudiés ou explorés, qui avaient tendance à être les plus éloignées des populations humaines.

Les coraux sont-ils dans un état de stress constant ?

Après avoir effectué diverses procédures de diagnostic moléculaire, J'ai découvert que chaque corail que j'ai échantillonné semblait être caractérisé par des concentrations incroyablement élevées de tous les biomarqueurs de stress ciblés (à la fois dans le corail hôte et dans les "compartiments" d'algues endosymbiotiques).

Ce fut le cas dans les atolls reculés des îles Australes et Cook, ainsi que les Fidji, Tonga, Nouvelle Calédonie, les îles Salomon, Palaos et Chagos.

L'explication la plus simple de l'observation selon laquelle chaque corail que j'ai échantillonné présentait les caractéristiques cellulaires d'une réponse au stress est que les coraux étaient en effet stressés. Cependant, certains ont soutenu que les coraux sont différents et, contrairement à d'autres organismes cellulaires, peut rester "stressé" à tout moment pour anticiper les changements environnementaux.

Cela est vrai dans certains écosystèmes, comme l'upwelling des récifs coralliens du sud de Taïwan, où la qualité de l'eau de mer change rapidement et régulièrement. Cela étant dit, nous avons trouvé peu de récifs rencontrant des environnements aussi extrêmes lors de notre expédition de recherche à l'échelle mondiale.

Stressé ou simplement « pessimiste » ?

La plupart des cellules ou organismes stressés cessent de croître et de se reproduire car tant d'énergie est détournée pour rétablir l'équilibre cellulaire, également connu sous le nom d'homéostasie. Ce n'était pas le cas pour ces coraux "stressés", la majorité n'a pas non plus montré de signes de nécrose ou de maladie des tissus. Par ailleurs, bien que certains aient continué à blanchir à des dates ultérieures, tous ne l'ont pas fait.

En d'autres termes, le fait que le corail et les cellules d'algues internes utilisaient constamment leurs réponses au stress ne signifiait pas nécessairement que les "holobiontes" coralliens (une fusion hôte + symbiote) finiraient par se désintégrer.

Peut-être la mobilisation de réserves d'énergie, comme les graisses, a permis à ces coraux de persister à ce jour, malgré le stress. Ce serait au mieux une stratégie de survie à court terme, bien que. Peut-être qu'ils sont passés de la photosynthèse à simplement manger plus de plancton, comme beaucoup d'autres animaux marins dépourvus de symbiotes d'algues.

Ou peut-être, comme mentionné ci-dessus, les coraux sont juste bizarres; plutôt que la réponse éphémère « combat ou fuite » employée par d'autres animaux, ils restent "physiologiquement pessimistes", préparé au pire à tout moment. Seuls les voyages aller-retour sur ces sites dira si ce mode de vie stressant perceptible permet la survie continue des coraux dans les décennies à venir.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.