Si, comme le dit le dicton, « rien dans la vie n’est gratuit », alors les coraux pourraient payer le prix de leur résistance au changement climatique. En effet, la croyance dominante parmi les scientifiques est que les coraux doivent subir une croissance réduite ou d’autres compromis lorsqu’ils s’associent à des algues symbiotiques qui les aident à tolérer une eau plus chaude. Pourtant, de nouvelles recherches menées par Penn State démontrent que certains coraux peuvent avoir leur gâteau et le manger aussi, et par conséquent, ces partenariats coraux-symbiotes pourraient finir par dominer les écosystèmes récifaux dans un avenir au changement climatique.
« Nos résultats réfutent la perception générale selon laquelle les coraux constructeurs de récifs avec des symbiotes algaux thermiquement tolérants poussent mal », a déclaré Todd LaJeunesse, professeur de biologie à Penn State. « Au lieu de cela, ces partenariats adaptés au chaud tolèrent mieux les vagues de chaleur marines sévères et sont susceptibles de s’étendre écologiquement et de dominer les écosystèmes récifaux à l’avenir. Alors que les récifs du futur peuvent ne pas être jolis – avec une faible diversité et des services écosystémiques considérablement réduits – le résilient les animaux laissés sur place continueront probablement à fournir de la nourriture et un habitat à d’autres animaux, et une certaine croissance des récifs aux écosystèmes qu’ils ont créés. »
LaJeunesse a expliqué que les récifs coralliens sont des structures géologiques créées par des colonies de coraux comprenant de minuscules polypes individuels ressemblant à des anémones de mer dont les tissus contiennent des populations denses d’algues photosynthétiques, appelées «dinoflagellés». Ces dinoflagellés – que les chercheurs appellent des «symbiotes» – varient dans leur capacité à tolérer des températures élevées. Lorsque l’océan devient trop chaud, de nombreuses espèces de symbiotes meurent et leurs hôtes coralliens meurent avec eux. Et lorsque les récifs coralliens s’effondrent, la pêche, le tourisme et les services écosystémiques, tels que les tampons contre les ouragans, sont également menacés.
Selon LaJeunesse, la première documentation des différences de mortalité corallienne basée sur les espèces de symbiotes présentes s’est produite dans l’océan Pacifique oriental après l’événement d’oscillation australe El Niño de 1997-1998 lorsque les températures de l’eau étaient de 2 à 4 ° C plus chaudes que les températures moyennes historiques. À la suite de cet événement, a-t-il déclaré, les coraux qui abritaient des symbiotes Durusdinium glynnii ont survécu, tandis que les coraux qui abritaient des symbiotes Cladocopium latusorum sont morts.
« De toute évidence », a déclaré Mark Warner, professeur de sciences et politiques marines à l’Université du Delaware, « les coraux associés à D. glynnii étaient avantagés lors de cet événement de chaleur extrême, mais l’hébergement de ces symbiotes résistants à la température a-t-il un coût ? Des recherches antérieures ont suggéré que les coûts de la tolérance thermique se manifestent par une réduction de la translocation des nutriments du symbiote à l’hôte et des compromis physiologiques négatifs importants, tels qu’une croissance réduite et un succès reproducteur. Nous voulions savoir si un compromis similaire pourrait se produire chez les coraux et si cela pourrait affecter le sort des écosystèmes des récifs coralliens. »
Kira Turnham, auteur principal de l’étude, publiée aujourd’hui (19 juillet) dans Actes de la Royal Society Ba expliqué que pour étudier les compromis possibles dans les partenariats thermiquement tolérants, l’équipe de recherche a comparé la croissance et la reproduction des coraux Pocillopora hébergeant le symbiote thermiquement tolérant D. glynnii et le symbiote plus sensible C. latusorum.
« Ces symbioses sont courantes dans les océans Indien et Pacifique, représentant des relations co-évoluées et écologiquement réussies », a-t-elle déclaré.
Plus précisément, l’équipe a mesuré la croissance du squelette, l’augmentation de la masse totale et les taux de calcification – ou la vitesse à laquelle les coraux produisent du carbonate de calcium, qui est une mesure de leur croissance. L’équipe a également mesuré le rendement reproducteur et la réponse au stress thermique pour évaluer les performances fonctionnelles de ces combinaisons de partenaires.
« Nous avons constaté que D. glynnii offrait la capacité de supporter des températures de l’eau qui compromettent la plupart des mutualismes corail-dinoflagellés sans compromis notables », a déclaré Turnham. « Cette combinaison de partenaires se développe et se reproduit aussi bien que le partenariat plus sensible à la température. »
Turnham a noté que les différences de performance et de fonction entre les deux partenariats n’étaient apparentes que pendant le chauffage expérimental, soulignant la capacité de D. glynnii à tolérer des températures plus élevées et à fournir une tolérance à la chaleur à leurs hôtes. L’équipe étudie également des mutualismes coraux-algues similaires impliquant de nombreuses espèces de coraux dans la nation des Palaos, dans le Pacifique occidental, afin de déterminer l’étendue de ces découvertes.
« Cette étude met en évidence l’importance contextuelle et l’incroyable biologie des symbioses coralliennes », a déclaré Turnham. « En étudiant l’histoire coévolutive des symbioses, en fournissant une lentille contextuelle et en utilisant une reconnaissance améliorée des espèces de symbiotes, nous pouvons faire des prédictions plus significatives sur la persistance des coraux alors que les océans se réchauffent continuellement à cause du changement climatique. »
Les autres auteurs de l’article incluent Matthew Aschaffenburg, Université du Delaware; Tye Pettay, Université de Caroline du Sud Beaufort ; David Paz-García, Centre de Recherche Biologique du Nord-Ouest ; Hector Reyes-Bonilla, Université autonome de Baja California Sur ; Jorge Pinzón, Université du Texas à Arlington ; Ellie Timmins, État de Pennsylvanie ; Robin Smith, Université des Îles Vierges ; et Michael McGinley, Université du Delaware.
La National Science Foundation a soutenu cette recherche.