Les récifs coralliens dégagent une myriade de produits chimiques, alimentant le recyclage microbien dynamique des nutriments
De nouvelles recherches ont révélé la remarquable diversité chimique des substances dégagée par les récifs coralliens et ont démontré que des milliers de produits chimiques différents dérivés de coraux tropicaux et d’algues sont disponibles pour les microbes pour décomposer et utiliser. L’étude, publiée récemment dans Environmental Microbiology par une équipe internationale dirigée par Scripps Institution of Oceanography (SIO) et l’Université d’Hawaï (UH) chez les scientifiques de Manoa, fournit des informations cruciales sur les relations complexes entre les récifs coralliens, les micro-organismes marins et le cycle du carbone.
Dans les écosystèmes dynamiques, et surtout dans les environnements limitées en nutriments où les récifs coralliens se développent, peu de temps seront gaspillés. Les microbes dominent en ce qui concerne la décomposition, le recyclage et la transformation de ce que les autres organismes rejettent.
« Nous savons que certaines des substances dégradées sur les récifs coralliens, appelées exométabolites, sont disponibles pour le métabolisme microbien », a déclaré Craig Nelson, professeur à la UH Manoa School of Ocean and Earth Science and Technology. « Cependant, dans cette étude, nous avons découvert que le nombre et la variété d’exométabolites que les microbes trouvent utiles sont beaucoup plus élevés que précédemment considérés, et comprend des centaines de composés couvrant la plupart des vastes classifications chimiques. »
« Nous avons été particulièrement surpris de découvrir que les exométabolites appartenant à des familles chimiques considéraient traditionnellement plus difficiles à décomposer pour les microbes, tels que les anneaux de benzène, les terpénoïdes et les stéroïdes, faisaient partie de ceux qui sont en mesure d’être utilisés », a déclaré Zachary Quinlan, auteur principal, chercheur postdoctoral à la SIO de Hawai’i of Carine Biology in Sost, et ancienne. « Nos résultats brossent une image très dynamique de la production d’écosystème de substrats biodisponibles et de leurs effets sur le métabolisme microbien pertinent pour le cycle du carbone dans les environnements marins côtiers. »
Cycle de carbone et résilience des récifs
Combinés, tous les matières organiques dissous dans l’océan, y compris les produits chimiques dégagés par les récifs coralliens, contient une quantité de carbone comparable à la quantité de dioxyde de carbone dans l’atmosphère. Ainsi, les auteurs de l’étude soulignent comment les microbes utilisent ce matériel organique ont une influence majeure sur le cycle mondial du carbone.
Lorsqu’il y a un changement dans les types d’organismes vivant sur un récif, c’est-à-dire des coraux pierreux par rapport aux algues charnues, la chimie de l’eau de mer change également. En plus de leur étude détaillée de ce que les produits chimiques sont dégagés sur le récif, l’équipe de recherche a également mené des expériences pour déterminer si les microbes préféraient utiliser des substances de coraux pierreux ou d’algues.
« Nous avons observé que les coraux et les algues peuvent faciliter sélectivement la croissance de communautés microbiennes spécifiques en exsudant des produits chimiques distincts qui peuvent être utilisés par des types spécifiques de microbes », a déclaré Linda Wegley Kelly, auteur principal de l’étude et chercheur associé chez SIO. « Nos résultats mettent en évidence la façon dont le passage des récifs dominés par les coraux aux récifs dominés par les algues peut modifier la fonction de l’écosystème des récifs et un impact sur la résilience du système, ce qui le rend plus sensible aux maladies ou au blanchiment. »
À l’avenir, l’équipe vise à continuer de découvrir comment les caractéristiques chimiques peuvent informer la gestion des récifs coralliens et être utilisé pour faire progresser le succès de la restauration des coraux.