Tomber sur une nouvelle source de caféine sous-marine n’était qu’un bonus supplémentaire d’une nouvelle étude examinant l’impact des composés chimiques que les coraux libèrent dans l’eau de mer.
L’étude a révélé que les composés chimiques organiques produits par le métabolisme – connus sous le nom de métabolites ou d’exsudats – varient considérablement selon les espèces de coraux et que les composés ont un impact différent sur l’abondance et la composition des micro-organismes des récifs.
Cette libération différentielle de métabolites par les organismes benthiques des récifs est particulièrement importante dans les Caraïbes où la dominance des coraux passe des coraux durs aux octocoraux mous en réponse aux facteurs de stress d’origine humaine tels que l’eutrophisation, la surpêche et le changement climatique mondial.
L’étude « démontre l’importance des exsudats benthiques pour la structuration des communautés microbiennes sur les récifs oligotrophes en se concentrant sur les exsudats libérés par d’abondants coraux durs, octocoraux et une algue envahissante », selon l’article dirigé par des auteurs de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI ), « Les exométabolites benthiques et leur importance écologique sur les récifs coralliens menacés des Caraïbes », publié dans ISME Communications.
« Nous voulions savoir quelles sont les molécules que les organismes coralliens libèrent dans l’environnement, et comment ces molécules ont un impact sur les microbes des récifs dans l’eau de mer entourant les coraux », a déclaré l’auteur principal Laura Weber, ancienne postdoctorante et associée aux systèmes d’information actuels chez WHOI. Département de chimie et géochimie marines.
« Alors que la composition des espèces de ces récifs change, cela modifie probablement les produits chimiques qui sont libérés sur le récif, ce qui aura alors des impacts sur la communauté microbienne », a déclaré Weber. « Nous devons accorder plus d’attention à la façon dont les changements dans la structure des récifs et la composition des espèces pourraient influencer les microbes qui vivent sur le récif, conduisant à plus de rétroactions en termes de santé des récifs. » Elle a déclaré que comprendre les microbes sur les récifs, comment ils fonctionnent et comment ils pourraient contribuer à la santé des coraux et des récifs eux-mêmes est « à peu près un domaine inexploité à explorer ».
Voici la connexion à la caféine.
Pour l’étude, les chercheurs ont recueilli des exsudats de six espèces d’organismes benthiques des Caraïbes dans un environnement de laboratoire, en utilisant des organismes provenant du parc national des îles Vierges, notamment des coraux durs, des octocoraux et une algue encroûtante envahissante appelée Ramicrusta textilis. Les chercheurs ont découvert de manière surprenante que R. textilis libère de la caféine en grande quantité.
Leurs résultats « démontrent en outre que les exsudats des organismes benthiques contribuent au pool complexe de métabolites extracellulaires dans l’eau de mer des récifs et que la composition des exsudats varie considérablement selon les espèces », selon l’étude.
Quant à savoir pourquoi R. textilis produit de la caféine, l’étude note que la production de caféine n’a pas été largement étudiée pour les organismes marins, mais qu’il s’agit d’un métabolite commun produit par les plantes terrestres généralement pour dissuader les herbivores et les microbes pathogènes. Ces caractéristiques « pourraient contribuer à la capacité de R. textilis d’envahir et de prospérer sur les récifs des Caraïbes », selon le rapport. « Compte tenu de la prévalence croissante de ramicruste sur divers récifs des Caraïbes, des recherches de suivi examinant l’importance écologique de ses métabolites sur les microbes et autres organismes récifaux sont nécessaires. »
Cette étude « est une avancée importante dans l’identification des signaux chimiques qui peuvent aider les scientifiques à évaluer la santé des récifs », a déclaré Elizabeth Kujawinski, co-auteur de l’article. « Semblables aux diagnostics de santé humaine, les signaux chimiques dans un écosystème récifal sont intimement liés aux fonctions des relations symbiotiques au sein des récifs. » Kujawinski est scientifique principal au département de chimie et géochimie marines de WHOI et directeur du Center for Chemical Currencies of a Microbial Planet (C-CoMP), un centre scientifique et technologique de la National Science Foundation basé à WHOI.
La co-auteure Amy Apprill, scientifique associée au département de chimie et géochimie marines de WHOI, a déclaré qu’une implication importante de la recherche est qu’une communauté benthique diversifiée aide à contribuer à un pool de métabolites plus varié et soutient probablement une communauté microbienne plus diversifiée.
« Nous essayons de construire une sorte de bibliothèque des microbes et des métabolites présents sur les récifs. Mon rêve est de pouvoir aller sur un récif, de prendre un seau d’eau de récif, de le cribler pour les microbes et les métabolites, et de pouvoir pour dire quelque chose sur la santé de cet écosystème », a déclaré Apprill. « C’est tellement important à faire parce que les méthodes actuelles de surveillance des récifs sont très visuelles, et cela peut prendre des mois ou des années pour déterminer si le corail est malade ou en croissance. Les métabolites et les microbes ont le potentiel d’être des capteurs très sensibles pour la santé des récifs. . »
Cette recherche a été menée avec le soutien de la National Oceanic and Atmospheric Administration et de la National Science Foundation.
Points clés à retenir
Les composés chimiques produits par le métabolisme puis libérés – appelés métabolites ou exsudats – varient considérablement selon les espèces de coraux et ont un impact différent sur l’abondance et la composition des micro-organismes des récifs.
La libération différentielle de métabolites par les organismes benthiques des récifs est particulièrement importante dans les Caraïbes où la dominance des coraux passe des coraux durs aux octocoraux mous en réponse aux facteurs de stress d’origine humaine tels que l’eutrophisation, la surpêche et le changement climatique mondial.
« Au fur et à mesure que la composition des espèces de ces récifs change, il est probable que les produits chimiques qui sont libérés sur le récif modifient la communauté microbienne. Nous devons accorder plus d’attention à la manière dont les changements dans la structure des récifs et la composition des espèces pourraient influencer le microbes qui vivent sur le récif, conduisant à plus de rétroactions en termes de santé des récifs. »
Tomber sur une nouvelle source de caféine sous-marine n’était qu’un bonus supplémentaire d’une nouvelle étude examinant l’impact des composés chimiques que les coraux libèrent dans l’eau de mer.
Cette étude « est une avancée importante dans l’identification des signaux chimiques qui peuvent aider les scientifiques à évaluer la santé des récifs. Semblables aux diagnostics de la santé humaine, les signaux chimiques dans un écosystème récifal sont intimement liés aux fonctions des relations symbiotiques au sein des récifs ».
« Nous essayons de construire une sorte de bibliothèque de ce que les microbes et les métabolites sont présents sur les récifs. Mon rêve est de pouvoir aller sur le récif, prendre un seau d’eau de récif, le dépister pour les microbes et les métabolites, et être capable de dire quelque chose sur la santé de cet écosystème. »