Les microplastiques sont une préoccupation environnementale croissante, et les effets de ce déchet sur le corail sont mis en évidence dans des recherches publiées dans Chémosphère d'une équipe internationale de chercheurs comprenant le professeur de sciences marines de l'UConn Senjie Lin.

Le plastique rejeté dans l'environnement se décompose en fragments de plus en plus petits, appelés microplastiques une fois qu'ils mesurent moins de cinq millimètres. Les microplastiques sont répandus dans l'environnement et sont ingérés par les animaux à tous les niveaux de la chaîne alimentaire, à partir des plus petits organismes jusqu'aux grands prédateurs, y compris les humains.

Les plastiques contiennent des composés dangereux tels que le bisphénol A (BPA), retardateurs de flamme, et d'autres cancérogènes ou perturbateurs endocriniens connus. Les plastiques peuvent aussi facilement absorber les toxines de l'environnement, tels que les métaux traces et les polluants organiques comme les PCB.

En milieu marin, de très petits animaux comme les protistes, phytoplancton, et d'autres subissent également les effets néfastes des microplastiques, qui pose un problème important pour le corail, qui reposent sur des relations symbiotiques entre différents organismes, dit Lin.

« Les écosystèmes coralliens sont très collaboratifs, " dit-il. " Les coraux sont des invertébrés qui dépendent des algues qui vivent à l'intérieur des coraux et qui photosynthétisent des composés riches en énergie et nutritionnels pour les coraux. Les algues reçoivent à leur tour des nutriments provenant des déchets métaboliques des coraux. C'est un système très mutualiste."

Au-delà de la collaboration entre corail et endosymbiontes, les coraux fournissent un habitat à un éventail étonnant de vie marine, dit Lin.

"Ce sont les écosystèmes les plus riches en biodiversité de l'océan, ", dit-il. "Ils sont une ressource biologique extrêmement précieuse."

Malheureusement, ces écosystèmes sont confrontés à des menaces importantes et croissantes, y compris le réchauffement climatique, la pollution, et la destruction physique due aux activités humaines.

Lin et ses collègues chercheurs voulaient explorer les effets des microplastiques sur un habitant commun des récifs coralliens tropicaux. Les chercheurs ont examiné des endosymbiotes spécifiques appelés Symbiodiniaceae, car ce sont les symbiotes photosynthétiques les plus répandus dans les écosystèmes coralliens des eaux tropicales et subtropicales. L'espèce de Symbiodiniaceae sur laquelle ils se sont concentrés s'appelle Cladocopium goreaui.

L'équipe a commencé par élever les cellules d'algues et les a divisées en groupes. Ensuite, certaines des algues ont été exposées à des microplastiques.

Au bout d'une semaine environ, le groupe exposé aux microplastiques a connu une réduction significative de la taille de la population ainsi que de la taille des cellules, même si la teneur en chlorophylle a légèrement augmenté par rapport au groupe témoin, ce dernier pourrait être dû à l'effet d'ombrage des microplastiques.

L'équipe a également mesuré les activités des enzymes liées à la réponse au stress et à la détoxification au sein des cellules.

Les chercheurs ont remarqué une élévation d'un composant appelé superoxyde dismutase (SOD), et une diminution significative de la glutathion s-transférase (GST). L'équipe a également découvert qu'une enzyme clé dans la signalisation de la mort cellulaire ou de l'apoptose était élevée. Ces changements augmentent les niveaux de stress cellulaire et diminuent la capacité de la cellule à se détoxifier, les deux aboutissant à un déclin de la santé des cellules d'algues exposées aux microplastiques.

Les chercheurs ont également examiné les différences de régulation génique entre les groupes. Ils ont trouvé 191 gènes différentiellement exprimés, y compris les gènes liés à la fonction immunitaire, photosynthèse, et le métabolisme. Les données de régulation génique ont montré que les microplastiques peuvent agir comme des facteurs de stress, impact sur l'absorption des nutriments, supprimer les activités de détoxification cellulaire, impacter la photosynthèse, et augmenter les chances qu'une cellule s'autodétruise.

"Le polluant émergent des microplastiques affecte la santé des coraux et a un effet direct sur l'endosymbionte après leur exposition aux microplastiques, " dit Lin.

C'est particulièrement troublant, comme Lin note que dans le monde entier, les récifs coralliens ont déjà connu une baisse de près de 50 %.

"C'est une perte majeure et il est prévu que nous continuerons à perdre 90% d'ici 2050 si nous ne faisons rien pour ralentir la perte, " dit-il. " C'est un problème grave et nous devons agir rapidement. "

Aller de l'avant, Lin dit qu'il prévoit de rechercher les effets des microplastiques sur le phytoplancton, les producteurs primaires de l'océan, ainsi que de continuer à rechercher comment les coraux sont touchés.

« Le phytoplancton est à la base de la chaîne alimentaire marine, s'ils sont effectués, il est possible que l'ensemble de la chaîne alimentaire et l'ensemble de l'écosystème marin subissent l'impact, " il dit.

Lin dit que puisque les microplastiques persistent si longtemps dans l'environnement, la meilleure chose que les individus puissent faire en ce moment est de minimiser l'utilisation de plastique dans notre vie quotidienne. Les microplastiques ne sont pas un problème qui disparaîtra de sitôt, mais Lin est convaincu que minimiser l'utilisation de plastique aura un impact direct sur une meilleure préservation de l'environnement.

"Je suis assez optimiste, bien que la situation actuelle soit assez désastreuse, " dit-il. " A travers le cours de l'histoire, les coraux ont subi des changements climatiques et environnementaux désastreux comme aujourd'hui, pire encore dans certains cas. La seule chose en ce moment, c'est que les changements environnementaux se produisent plus rapidement que les processus historiques ou naturels, nous ne laissons pas assez de temps aux coraux pour s'adapter. Si nous prenons des mesures maintenant pour ralentir ou arrêter les interférences avec l'environnement, Il y a de l'espoir."