Un récif de corail en bonne santé sur l'île Swains, dans les Samoa américaines. NOAA / NMFS / PIFSC / CRED, équipe océanographie., CC BY
Les récifs coralliens abritent tellement d'espèces qu'on les appelle souvent «les forêts tropicales des mers». Aujourd'hui, ils sont confrontés à une gamme de menaces décourageantes, notamment réchauffement des océans et acidification, surpêche et Pollution. À l’échelle mondiale, plus d’un tiers des espèces de coraux sont risque d'extinction.
Je suis l'un des nombreux scientifiques qui sont étudier les coraux trouver des moyens de les aider à survivre et à se rétablir. Comme le montre un récent rapport des académies nationales des sciences, de l’ingénierie et de la médecine, des chercheurs explorent beaucoup de stratégies différentes. Certains, comme l'élevage géré pour rendre les coraux plus tolérants au stress, se développent déjà à petite échelle. D'autres, comme le déplacement de coraux pour coloniser de nouvelles zones, n'ont pas encore été testés.
Mon propre travail examine si une plus grande diversité d'espèces de coraux sur les récifs peut aider les coraux à survivre et à prospérer. Dans une étude publiée plus tôt cette année, mon collègue Mark Hay et j'ai trouvé des preuves que la réponse est oui. Cette découverte pourrait aider à éclairer des stratégies plus larges visant à améliorer la résilience des récifs coralliens dans des océans altérés.
Dans la nature, plus c'est mieux
Les écosystèmes sont-ils plus sains s'ils contiennent de nombreuses espèces que s'ils n'en hébergent que quelques-uns? C'est une question centrale en écologie. En règle générale, les scientifiques ont découvert que des écosystèmes avec des écosystèmes plus diversifiés espèce de base - ceux qui définir un système et en sont indissociables, tels que des arbres dans une forêt - ont tendance à être plus sain et mieux fonctionner.
Jusqu'à récemment, personne n'avait appliqué ce test aux récifs coralliens. Mais nous savons que les récifs coralliens en bonne santé sont des écosystèmes diversifiés et structurellement complexes, dominés par les coraux. En revanche, les récifs endommagés par des contraintes telles que événements de blanchiment corallien tendent à devenir des paysages simplifiés, moins diversifiés, souvent dominés par des algues.
Pour notre étude, nous avons choisi une zone de récif sur la côte sud-ouest de l'île principale de Fidji, Viti Levu, dans le Pacifique Sud. De nombreux récifs le long de cette côte ont été fortement dégradés par la surpêche et d'autres activités liées à l'homme, réduisant ainsi la couverture corallienne et permettant aux algues de dominer.
Il y a des centaines d'espèces de coraux dans le Pacifique, mais à plus petite échelle, nous n'avons trouvé que cinq espèces ou moins lors des enquêtes préliminaires menées sur le récif dégradé sur notre site. Étant donné que ces conditions reflètent ce qui se passe dans de nombreux récifs à travers le monde, nous avons considéré qu’il s’agissait d’un lieu idéal pour vérifier si la diversité corallienne compte pour la «nouvelle normalité» que nous espérons voir sur les récifs de demain.
Les récifs coralliens stressés par la surpêche peuvent rapidement devenir dominés par les algues. Certains types d'algues produisent des produits chimiques qui repoussent les larves de coraux et de poissons, ce qui peut empêcher le rétablissement des récifs dégradés.
Jardins sous-marins
Notre équipe a créé des parcelles en béton 48 sur le fond marin du récif dégradé, qui ont servi de base à des jardins coralliens expérimentaux. Nous avons créé des jardins d’une seule espèce contenant chacun l’une des trois espèces de coraux - Pocillopora damicornis, communément appelé corail de chou-fleur; Porites cylindrica, également appelé corail à doigts jaunes; et Acropora millepora, une des nombreuses espèces connues sous le nom de coraux staghorn. Nous avons également planté des jardins mixtes contenant les trois espèces.
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Nous avons choisi ces coraux car ils sont communs aux récifs du Pacifique et sont représentatifs de différentes familles de coraux ayant réagi de manière variable à diverses perturbations nuisibles. Au total, chaque jardin contenait des individus de coraux 18, soit un total de coraux 864.
A Porites cylindrica corail planté dans nos jardins expérimentaux. Chaque corail était encastré dans un goulot de soda à l’envers en utilisant de la résine époxy, ce qui nous permettait de les attacher ou de les retirer facilement des parcelles de jardin. Cody Clements, CC BY-ND
Pour évaluer la performance de chaque corail au fur et à mesure de sa croissance, nous avons dû les retirer périodiquement de leurs parcelles. Nous avons donc coupé le sommet de centaines de bouteilles de soda et planté un corail individuel dans le goulot de chaque bouteille avec du mastic époxy. Nous avons intégré les bouchons de bouteilles dans nos dalles de béton afin de pouvoir dévisser facilement chaque goulot de bouteille pour examiner le corail qu’il tenait, puis le revisser à sa base. Au cours des mois 16, nous avons pesé les coraux et avons suivi d'autres mesures de leur bien-être, y compris la mort des tissus et la colonisation de chaque jardin par des algues nuisibles.
Jardins de coraux expérimentaux sur un récif dégradé à Fidji. Les jardins avec un mélange d’espèces de coraux ont eu de meilleurs résultats que les jardins ne contenant qu’une seule espèce. Cody Clements, CC BY-ND
Nous avons régulièrement constaté que les coraux cultivés dans des jardins mixtes étaient plus performants que ceux des parcelles à une seule espèce. En quatre mois, la croissance des coraux dans les jardins mixtes dépassait même les jardins mono-espèces les plus performants. Cela suggère que différentes espèces pourraient se profiter mutuellement de manières inconnues, du moins pendant les premières étapes du développement d'une communauté de coraux.
Exemples de jardins coralliens d'espèces uniques et mixtes au fil du temps au cours de notre expérience du mois 16. Au bout de quatre mois, les jardins mixtes étaient plus performants que les jardins mono-espèces - leur croissance était en moyenne supérieure à celle des jardins mono-espèces les plus performants (Acropora millepora). Au cours des mois 16, la croissance était comparable entre les espèces mixtes et Acropora jardins, mais les performances globales des jardins monospécifiques continuent de prendre du retard par rapport à leurs homologues mixtes. Clements et foin, 2019, CC BY-ND
Pourquoi est plus mieux?
La prochaine question est ce qui a conduit les effets que nous avons observés. Nous espérons étudier un certain nombre de pistes lors d'expériences futures. Par exemple, les agriculteurs observent généralement que planter un mélange varié de cultures aide à réduire la propagation des maladies infectieuses parmi les individus. La même chose pourrait-elle être vraie pour les récifs coralliens?
Nos premiers résultats sont à la fois préoccupants et porteurs d’espoir pour l’avenir des récifs coralliens. Si la diversité fait partie intégrante du bien-être des coraux, la perte continue d'espèces pourrait alors modifier radicalement ces écosystèmes, ce qui entraînerait un déclin supplémentaire du récif. Combien de pièces peuvent être retirées du «moteur de l'écosystème» avant qu'il ne se décompose?
Cela dit, beaucoup de stratégies dans le rapport des académies nationales impliquer l’utilisation de la biodiversité - tant au niveau génétique que des espèces - pour améliorer la résilience des récifs coralliens. Les exemples incluent les croisements de coraux entre les populations; modifier les gènes des coraux pour leur donner de nouvelles fonctions, telles qu'une plus grande tolérance à la chaleur; et le déplacement de coraux ou de gènes de coraux tolérants au stress vers de nouveaux emplacements.
Des avancées technologiques prometteuses, telles que cartographie des récifs coralliens depuis les airs, peut également aider les chercheurs à évaluer la santé des coraux et à déterminer les espèces qu’ils contiennent. Ces informations de base peuvent aider à mieux informer les efforts de gestion et de restauration.
Les coraux ont des problèmes, mais ils ne sont pas encore au compte. Peut-être qu’exploiter la puissance de la biodiversité restante peut leur donner une chance de se battre.
A propos de l'auteur
Cody Clements, boursier postdoctoral, Georgia Institute of Technology
Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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