Un chercheur crée des centaines de scénarios et détermine l’importance de la diversité des coraux
Une équipe de recherche de l’UBC Okanagan a créé un programme de modélisation informatique pour aider les scientifiques à prévoir l’effet des dommages climatiques et les éventuels plans de restauration sur les récifs coralliens du monde entier.
Il s’agit d’un objectif essentiel, explique le Dr Bruno Carturan, car le changement climatique tue de nombreuses espèces de coraux et peut entraîner l’effondrement d’écosystèmes entiers de récifs coralliens. Mais, parce qu’ils sont si complexes, il est difficile d’un point de vue logistique d’étudier l’impact de la dévastation et de la régénération des récifs coralliens.
Les expériences dans le monde réel ne sont pas pratiques, car les chercheurs devraient manipuler et perturber de vastes zones de récifs, ainsi que des colonies de coraux et des populations d’herbivores, puis surveiller les changements de structure et de diversité sur de nombreuses années.
« Il va sans dire que mener des expériences qui perturberont les récifs coralliens naturels est contraire à l’éthique et doit être évité, tandis que l’utilisation de grands aquariums est tout simplement impossible », déclare le Dr Carturan, qui a récemment terminé ses études de doctorat à la Faculté des sciences Irving K. Barber. « Pour ces raisons, aucune expérience de ce type n’a jamais été menée, ce qui a entravé notre capacité à prédire la diversité des coraux et la résilience associée des récifs. »
Pour ses dernières recherches, publiées récemment dans Frontières en écologie et évolution, le Dr Carturan a utilisé des modèles pour créer 245 communautés coralliennes, chacune avec un ensemble unique de neuf espèces et chacune occupant une surface de 25 mètres carrés. Le modèle représente des colonies de coraux et différentes espèces d’algues qui poussent, rivalisent et se reproduisent ensemble tout en étant également impactées par le climat.
Surtout, note-t-il, tous les composants clés du modèle, y compris les caractéristiques des espèces telles que les capacités compétitives et les taux de croissance, sont informés par des données préexistantes et réelles de 800 espèces.
L’équipe de recherche a simulé divers scénarios – y compris de fortes vagues, un cyclone ou une chaleur intense – puis a mesuré la résilience de chaque récif modèle en prenant note des dommages, du temps de récupération et de la qualité de l’habitat 10 ans après la perturbation.
En exécutant autant de scénarios avec la modélisation informatique, l’équipe a découvert que les communautés les plus diverses – celles dont les espèces ont des traits très dissemblables – étaient les plus résilientes. Ils se remettaient mieux des dommages et avaient une meilleure qualité d’habitat 10 ans après les perturbations.
« Des communautés plus diversifiées sont plus susceptibles d’avoir certaines espèces qui sont très importantes pour la résilience », explique le Dr Carturan. « Ces espèces ont des traits particuliers – elles sont morphologiquement complexes, compétitives et avec une bonne capacité de récupération. Lorsqu’elles sont présentes dans une communauté, ces espèces ont maintenu ou même augmenté la qualité de l’habitat après la perturbation. En revanche, les communautés sans ces espèces ont été souvent dominé par des algues nuisibles à la fin. »
La diversité corallienne détermine la solidité et la santé future des récifs coralliens, ajoute-t-il. Les espèces de coraux sont à la base des écosystèmes des récifs coralliens car leurs colonies forment l’habitat physique où vivent des milliers de poissons et de crustacés. Parmi ceux-ci figurent des herbivores, tels que les poissons-perroquets et les poissons-chirurgiens, qui maintiennent l’habitat corallien en mangeant les algues. Sans herbivores, les algues tueraient de nombreuses colonies de coraux, provoquant l’effondrement de l’habitat corallien, détruisant ses nombreuses populations.
« Ce qui est unique avec notre étude, c’est que nos résultats s’appliquent à la plupart des communautés coralliennes du monde. En mesurant l’effet de la diversité sur la résilience dans plus de 245 communautés coralliennes différentes, l’étendue de la diversité chevauche probablement la diversité corallienne réelle trouvée dans la plupart des récifs. . »
Dans le même temps, l’étude fournit un cadre pour gérer avec succès ces écosystèmes et aider à la restauration des récifs coralliens en révélant comment la résilience des communautés coralliennes peut être gérée en établissant des colonies d’espèces aux traits complémentaires.
À l’avenir, il y a d’autres questions auxquelles le modèle peut aider à répondre. Par exemple, les espèces de coraux vitales pour la résilience sont également les plus touchées par le changement climatique et pourraient ne pas être en mesure de se rétablir si de fortes vagues de chaleur climatiques deviennent trop fréquentes.
« C’est une conclusion très réelle et triste que nous pourrions un jour perdre ces espèces importantes », déclare le Dr Carturan. « Notre modèle pourrait être utilisé pour expérimenter et peut-être déterminer si la perte de ces espèces peut être compensée par d’autres, plus résistantes, qui empêcheraient l’effondrement éventuel des récifs. »