Alors que les océans deviennent plus chauds et plus acides, les scientifiques développent de nouvelles stratégies pour sauver les «forêts tropicales de la mer».

Les récifs coralliens sont parmi les plus beaux écosystèmes de la planète - "une ceinture de pierres précieuses autour du milieu de la planète", selon les mots de l'océanographe Sylvia Earle. Ils sont aussi extrêmement précieux. Les récifs couvrent moins d'un dixième du 1 pour cent du plancher océanique, mais supportent plus de 800 espèces de coraux et 4,000 espèces de poissons. Ce sont des frayères, des zones tampons côtières contre les tempêtes et des attractions touristiques lucratives. Selon certaines estimations, les services qu'ils fournissent valent jusqu'à 30 milliards par année.

Au détriment de ces avantages, cependant, les récifs coralliens se détériorent depuis les années 1970 sous une cascade d'impacts humains. La surpêche perturbe leurs communautés complexes de grands prédateurs, d'espèces de proies plus petites et de «brouteurs» tels que les poissons perroquets et les oursins qui nettoient les grandes algues des coraux. Le dragage pour le développement côtier assombrit l'eau de sédiments, bloque la lumière du soleil et épuise l'oxygène. Des proliférations massives d'algues, alimentées par des nutriments dans les eaux de ruissellement et les eaux usées des fermes, étouffent les coraux. Les agents pathogènes, éventuellement propagés par le transport maritime mondial, tuent les coraux et les oursins.

Maintenant, les concentrations croissantes de dioxyde de carbone dans l'atmosphère provoquent le réchauffement des eaux océaniques et les rendent plus acides. L'eau chaude provoque des épisodes de blanchissement dans lesquels les polypes de coraux expulsent les algues microscopiques qui vivent dans leurs tissus et les nourrissent. Les algues fournissent la couleur des coraux, de sorte que les récifs deviennent blancs. Les coraux peuvent récupérer, mais le processus souligne et peut les tuer. L'acidification, qui se produit lorsque l'eau de mer absorbe le CO2 de l'atmosphère, réduit la quantité de carbonate disponible pour que les coraux construisent leurs squelettes, de sorte que les récifs se développent plus lentement et deviennent plus faibles.

"Nous essayons de contrer le message selon lequel tous les coraux sont condamnés." - Ruth Gates

Mais les spécialistes des récifs n'abandonnent pas. Certains identifient des caractéristiques qui aident certains coraux à tolérer le réchauffement et l'acidification. D'autres conditionnent les coraux pour qu'ils prospèrent dans les océans altérés, tout comme les athlètes s'entraînent pour affronter les hautes altitudes ou les intempéries.

"Nous essayons de contrer le message que tous les coraux sont condamnés", explique Ruth Gates, professeur de recherche à l'Institut de biologie marine de l'Université d'Hawaï. "Les coraux ont évolué sur Terre depuis des millions d'années, et ils ont survécu pour de bonnes raisons."

Stimuler la résilience

Certains experts disent que le réchauffement et l'acidification reçoivent trop d'attention, et que les tensions locales sont plus urgentes.

"Le changement climatique n'est que la moitié de l'histoire", explique Jeremy Jackson, ancien directeur du Centre pour la biodiversité marine et la conservation à l'Institut océanographique Scripps de Californie. Jackson était le rédacteur en chef d'un rapport publié en juillet par le Réseau mondial de surveillance des récifs coralliens cela a révélé de grandes variations dans les taux de déclin des récifs dans les Caraïbes depuis les 1970.

Alors que les coraux ont diminué de plus de 50 pour toute la région depuis 1970, les pays limitant la pêche, le développement côtier et le tourisme, comme les Bermudes, ont subi beaucoup moins de pertes coralliennes que ceux qui ont échoué. Et les récifs en bonne santé ont résisté aux ouragans et aux épisodes de blanchissement plus facilement que ceux déjà dégradés par la surpêche et la pollution de l'eau.

«Ironiquement, les États-Unis dépensent beaucoup d'argent pour surveiller les récifs coralliens, mais ils ne font pas grand-chose pour les protéger», explique Jackson. "Notre stratégie semble les surveiller jusqu'à leur mort."

À la fin d'août, l'Administration nationale océanographique et atmosphérique des États-Unis a fait un premier pas en vue de changer cela, La liste des espèces de coraux 20 est menacée en vertu de la Loi sur les espèces en voie de disparition. L'inscription signifie que d'autres agences fédérales devront consulter la NOAA avant de financer ou d'autoriser des actions qui affecteraient ces coraux, tels que les projets énergétiques, les permis de rejet de pollution, le dragage, la circulation maritime ou les activités militaires. Et la NOAA travaillera avec les États et les communautés pour protéger les coraux à travers des stratégies telles que la réduction de la pollution terrestre et la transplantation de coraux cultivés dans des laboratoires pour repeupler les récifs dégradés.

Favoriser les survivants

Pour lutter contre le réchauffement et l'acidification, les scientifiques s'efforcent de comprendre pourquoi certains coraux peuvent se remettre de ces stress plus facilement que d'autres. La réponse réside dans une combinaison de la génétique des coraux et de leurs relations avec les micro-algues qui vivent dans leurs tissus et leur fournissent de la nourriture.

Dans un étude publiée dans Global Change Biology en juillet, des chercheurs dirigés par Andréa Grottoli, biogéochimiste de l'Ohio State University, ont mis des coraux en bonne santé de neuf récifs mexicains dans deux épisodes de blanchissement à un an d'intervalle. Ce processus a simulé des conditions qui pourraient se produire dans les Caraïbes dès 2030, selon les projections actuelles.

Certaines de leurs découvertes étaient surprenantes. Porites astreoides, un corail jaune en croissance qui augmente dans certaines parties des Caraïbes, a été modérément affecté par le premier blanchissement mais n'a pas complètement récupéré après la seconde. D'autres types ont montré plus de capacité à récupérer après des décolorations répétées.

 «J'aimerais voir repenser la façon dont nous définissons les récifs qui méritent d'être protégés.» - Andréa Grottoli «Ce qui importait, c'était la taille des réserves énergétiques des coraux, en particulier les lipides stockés», explique Grottoli. «Lorsque nous mourons de faim, notre corps métabolise les graisses et les autres êtres vivants font la même chose.» Des réserves de graisse élevées ont aidé les coraux à survivre jusqu'à ce qu'ils puissent acquérir de nouvelles algues symbiotiques. L'étude a également montré que les coraux capables de s'associer à plusieurs espèces d'algues étaient plus susceptibles de se rétablir.

Grottoli dit que des résultats comme celui-ci pourraient être utilisés pour placer des zones marines protégées dans des zones où les conditions favorisent les espèces coralliennes résilientes. «J'aimerais voir comment nous définissons les récifs qui valent la peine d'être protégés», dit-elle. "Vous devez savoir comment les espèces coralliennes se comportent et répondent au stress pour prédire si elles survivront."

Super-coraux

À l'Université d'Hawaii, Gates travaille également à identifier les coraux qui peuvent supporter les contraintes climatiques. En Octobre 2013 elle et Madeleine van Oppen, chercheur principal à l'Institut australien des sciences de la mer, a remporté un concours parrainé par la Paul G. Allen Family Foundation qui cherchait des stratégies pour lutter contre l'acidification des océans. Gates et van Oppen prévoient de développer des coraux très résistants aux contraintes climatiques et de les utiliser pour recoloniser plusieurs sites, dont un récif mort à Hawaï et un récif artificiel en béton.

Pour développer ces super-coraux, ils utilisent trois outils. Le premier est l'épigénétique - les changements dans la fonction des gènes qui se produisent lorsque certaines parties du code génétique d'un organisme sont activées ou désactivées en réponse à des signaux environnementaux. «Nous apportons des coraux que nous savons déjà robustes dans le laboratoire et les exposons aux conditions qu'ils sont susceptibles de rencontrer dans les océans altérés: Nous augmentons la température de l'eau ou baissons son pH, puis le ramenons au point de départ, parfois en combinaison », explique Gates. "L'exercice peut activer des voies épigénétiques rapidement adaptatives qui encouragent les plus performants à faire de leur mieux."

Deuxièmement, les chercheurs modifient les appariements symbiotiques des coraux avec les microalgues. "Certains symbiotes sont toujours associés à des coraux très robustes, nous voyons donc si nous pouvons les présenter aux coraux dont les symbiotes sont similaires. Les Symbionts sont des sources de nourriture pour les coraux, et les robustes sont de très bonnes usines alimentaires », dit Gates. Le troisième outil consiste à élever de manière sélective des coraux robustes et à congeler leur sperme, les gains de résistance bio-bancaires.

Certains comptes disent Gates et van Oppen créent des «récifs de concepteur», mais Gates n'est pas d'accord.

"Les récifs coralliens évoluent plus rapidement que les coraux peuvent se trouver et s'adapter naturellement. C'est un problème de temps. Nous accélérons donc la capacité des individus à se rencontrer et à se reproduire », dit-elle. «Cela se produirait probablement naturellement dans des conditions bénignes, mais au fur et à mesure que les coraux meurent, les connexions se brisent et les spermatozoïdes et les œufs ne se rencontrent pas aussi facilement. Nous pouvons regarder le problème s'aggraver ou proposer quelque chose qui fera la différence. "

L'idée est analogue à certains égards migration assistée pour les animaux et les plantes terrestres. Dans les deux cas, le changement climatique modifie les écosystèmes plus rapidement que les organismes peuvent évoluer. La solution ultime consiste à réduire les émissions de gaz à effet de serre, mais à court terme, aider les espèces à s'adapter pourrait atténuer les dégâts.

Cet article a paru sur Ensia

À propos de l’auteur

Jennifer Weeks est une journaliste freelance du Massachusetts qui écrit sur l'environnement, la science et la santé. Ses histoires sont apparues dans Découvrez, Slate, Le Boston Globe Magazine, Le climat quotidien et de nombreuses autres publications. Auparavant, elle a travaillé comme membre du personnel du Congrès, lobbyiste et analyste des politiques publiques.

Livre recommandée:

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par Sylvia Earle.

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