Les récifs coralliens abritent un quart de toutes les espèces marines, mais le changement climatique, la surpêche et la pollution pourraient conduire ces écosystèmes à l’extinction d’ici quelques décennies.
Les biologistes marins se sont précipités pour restaurer les récifs dégradés en collectant des coraux dans la nature et en les brisant en fragments. Cela les encourage à croître rapidement et produit rapidement des centaines de coraux plus petits qui peuvent être élevés dans des pépinières et finalement transplantés sur le récif.
Mais si chaque fragment est une copie identique avec un parent commun, toute colonie résultante est susceptible d’être génétiquement identique au reste de la population. C’est important – avoir une gamme diversifiée de caractères génétiquement conférés peut aider à protéger les récifs contre les maladies et un environnement en évolution rapide.
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Et si les scientifiques pouvaient utiliser la reproduction sexuée dans les projets de restauration des coraux? Dans la nature, les espèces de coraux pierreux qui composent la majeure partie des récifs tropicaux du monde jettent leur sperme et leurs œufs dans la colonne d’eau pour se reproduire. Les coraux synchronisent souvent ces événements de frai de masse avec les pleines lunes, lorsque les marées sont exceptionnellement élevées. Cela garantit que de puissants courants d’eau dispersent les œufs au loin, de sorte qu’ils soient fécondés par le sperme de colonies éloignées.
Les descendants produits sexuellement ont une combinaison unique de gènes de parents distincts, ce qui contribue à maintenir la diversité génétique des populations de coraux. Les récifs restaurés avec des coraux créés par reproduction sexuée seront probablement plus résistants, bien que la gestion de ce processus n’ait pas été facile pour les scientifiques. Mais en travaillant sur un projet au Mexique, j’ai vu ce qui est possible et j’ai appris à le faire moi-même.
Sexe de corail dans le laboratoire
Les récifs coralliens sont si énormes qu’ils sont visibles de l’espace. Mais les regarder apparaître est étonnamment difficile. Ils ne le font que quelques nuits chaque année et la date et l’heure exactes sont déterminées par des facteurs environnementaux que les scientifiques s’efforcent toujours de comprendre pleinement.
Le changement climatique amène également les récifs dont les schémas de frai sont connus à modifier leur calendrier, ce qui rend ces événements moins fréquents et prévisibles. Cela rend difficile pour les différentes colonies de synchroniser le frai, ce qui réduit leurs chances de réussite de la fécondation dans la nature.
Le laboratoire CORALIUM de l’Université nationale autonome du Mexique fait partie d’un réseau à l’échelle des Caraïbes d’experts dédiés à la reproduction des coraux. Les scientifiques ici collectent des spermatozoïdes et des œufs de corail sur plusieurs récifs des Caraïbes afin de les fertiliser en laboratoire.
L’équipe attend la pleine lune pour signaler le moment où les coraux sont susceptibles de frayer. Le sperme et les œufs de corail sont collectés avec des filets flottants et des contenants en plastique, et les plongeurs prennent un soin extrême pour éviter d’endommager le récif. Les millions de spermatozoïdes et d’ovules collectés sont ramenés au laboratoire où ils sont nettoyés et surveillés toute la nuit alors qu’ils subissent une fécondation assistée pour commencer leur vie en tant que larves nageant librement. Ces larves sont très sensibles à la qualité de l’eau, à la température et aux agents pathogènes, elles ont donc besoin de soins constants.
Finalement, les larves se déposent sur des surfaces dures où elles se transforment en polypes – les premiers éléments constitutifs d’une colonie de corail. Dans l’océan, ces surfaces sont souvent des squelettes de corail morts. Dans le laboratoire, ce sont des unités d’ensemencement – des formes 3D conçues pour ressembler à des gravats de corail qui peuvent flotter sur les courants océaniques avant de se reposer sur les récifs.
Chaque juvénile produit de cette manière porte un mélange unique de gènes qu’ils transmettront à une nouvelle génération de coraux. La population qui en résulte possède un pool de gènes plus solide qui peut l’aider à résister à de nouvelles maladies et à d’autres menaces. Cette stratégie à long terme garantit également que la reproduction sexuée peut se poursuivre sur des récifs restaurés, ce qui ne serait pas possible pour une population composée de clones identiques.
Restauration des récifs des Caraïbes
Les Caraïbes ont peut-être perdu jusqu’à 80% de leur couverture corallienne depuis le milieu des années 1970. Les colonies qui restent sont maintenant relativement isolées, ce qui réduit leurs chances de se croiser. Mais dans les conditions contrôlées du laboratoire, des taux de fécondation supérieurs à 80% sont courants et la survie des larves est élevée. Cela signifie que des milliers de coraux juvéniles sont élevés jusqu’à ce qu’ils soient prêts pour le récif après seulement quelques semaines d’incubation.
Mais avec des plongées tard dans la nuit par des experts, des matériaux spécialisés pour la collecte de spawn et un laboratoire où la fertilisation est soigneusement contrôlée, ce travail est souvent trop coûteux pour les petits projets de restauration. Les scientifiques ont donc mis au point des méthodes peu coûteuses pour le frai en laboratoire et forment des équipes de partout dans les Caraïbes à le faire.
J’ai suivi leur cours en 2016 et, un an plus tard, je me suis retrouvé à installer un nouveau site de frai à Akumal, à une heure au sud du laboratoire CORALIUM près de Cancun. Le frai des coraux n’avait jamais été observé ici, mais j’ai formé des volontaires d’un centre de plongée local sur la façon de repérer les signes. Lors de notre cinquième plongée de nuit consécutive, nous avons assisté au frai synchronisé de plusieurs colonies de coraux Elkorn.
Nous avons installé une chambre d’hôtel comme laboratoire temporaire avec des réservoirs de larves en plastique stérilisés et de l’eau de mer filtrée et produit des milliers de bébés coralliens pour les sites de restauration. En 2018, nous avons construit un laboratoire de frai de corail en bord de mer avec un budget restreint. Positionnée sous un arbre, la structure en parpaings est dotée de parois de moustiquaire qui permettent à la brise fraîche de la mer de maintenir les réservoirs à une température constante de 28 à 29 ° C.
Le laboratoire était à peu près opérationnel à temps pour l’éclipse lunaire de cette année-là. Nous n’avions pas prévu une ponte massive de tant de colonies, de sorte que l’inauguration du laboratoire était un chaos de gobelets de collecte à code couleur provenant de différents sites et colonies parentes.
Gérer un site de frai de corail a été l’expérience la plus enrichissante de ma carrière jusqu’à présent. C’est tout ce que la recherche devrait être: de pointe, dynamique et stimulant. C’est ce à quoi je me suis inscrit lorsque je suis devenu scientifique de la mer.
Cet article est republié à partir de The Conversation par Jenny Mallon, doctorante en biogéochimie des récifs coralliens, Université de Glasgow sous une licence Creative Commons. Lisez l’article original.
