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12/01/2023

Un meilleur accès à la lumière du soleil pourrait être une bouée de sauvetage pour les coraux du monde entier


Lorsqu’il s’agit de préserver les récifs coralliens du monde, ce qui se passe au-dessus de la surface est aussi important que ce qui se passe en dessous, selon de nouvelles recherches menées à Penn State.

L’étude, récemment publiée dans la revue Rapports scientifiquesont analysé la productivité et la biodiversité des communautés coralliennes symbiotiques du monde et ont constaté que le maintien de la qualité optique de l’eau dans les récifs coralliens est fondamental pour protéger la biodiversité corallienne et prévenir la dégradation des récifs.

« Les récifs coralliens sont l’un des écosystèmes les plus riches en biodiversité sur Terre », a déclaré Tomás López-Londoño, chercheur postdoctoral à Penn State et auteur principal de l’étude. « Pour mieux comprendre cette diversité, nous avons examiné le rôle que joue la lumière du soleil dans la relation symbiotique entre le corail et les algues qui fournissent l’oxygène nécessaire à sa survie. Nous avons découvert que l’intensité de la lumière sous-marine joue un rôle essentiel dans l’énergie dépensée par les algues symbiotiques du corail. pour maintenir son activité photosynthétique. »

Les découvertes, bien que nouvelles, ne sont guère une révélation, a-t-il expliqué. La science a depuis longtemps montré que la lumière du soleil est la principale source d’énergie pour pratiquement toutes les réactions biochimiques qui entretiennent la vie sur Terre, mais l’impact de la lumière du soleil n’a pas encore été entièrement compris dans le corail, a-t-il déclaré.

« Ce qui est nouveau ici, c’est que nous avons développé un modèle qui fournit une explication mécaniste des modèles de biodiversité dans le corail », a déclaré López-Londoño. « Au centre de cette explication se trouve la clarté de l’eau, ce qui signifie que la préservation du climat lumineux sous-marin devrait être une priorité pour la conservation des récifs coralliens. C’est aussi vital que l’atténuation de la pollution, la limitation de l’acidification des océans et la réduction du stress thermique.

Les chercheurs ont étudié le corail cultivé dans un aquarium, simulant la profondeur et les gradations de la lumière du soleil, pour développer un modèle mathématique qui décrit l’association entre la variation dépendante de la profondeur de l’énergie photosynthétique des coraux et les gradients de diversité des espèces.

Ils ont ensuite testé le modèle sur des données publiées existantes, en comparant les récifs avec une clarté de l’eau et des modèles de biodiversité contrastés dans les points chauds de la biodiversité marine à travers le monde. Le modèle productivité-biodiversité de l’équipe a expliqué entre 64 % et 95 % de la variation de la richesse en espèces de coraux liée à la profondeur, ce qui indique qu’une grande partie de la variation de la richesse en espèces avec la profondeur est due aux changements d’exposition à la lumière du soleil.

« Le modèle est très élégant en ce sens qu’il ne prend en considération que deux choses », a déclaré Roberto Iglesias-Prieto, professeur de biologie à Penn State et co-auteur de l’étude. « Il examine la productivité, le potentiel qu’une algue a d’extraire l’énergie du soleil, et le coût de la vie, le coût de la réparation de la machinerie photosynthétique. C’est une notion très simple et nous avons trouvé qu’elle explique les données empiriques existantes. « 

En comparant leur modèle à des ensembles de données mondiaux, les chercheurs ont découvert que la variation de l’approvisionnement en énergie algale soutenue par la lumière du soleil joue un rôle important dans la variation spatiale de la diversité des espèces au sein des communautés coralliennes. Les résultats montrent que les environnements sous-marins hautement productifs, avec un accès abondant à la lumière du soleil, sont une protection vitale contre le risque d’extinction des espèces dû aux changements démographiques et environnementaux.

Les résultats offrent une nouvelle tactique pour la conservation des récifs : préserver la clarté de l’eau. Les chercheurs ont découvert que « le maintien de la qualité optique de l’eau dans les récifs coralliens est fondamental pour protéger la biodiversité corallienne et prévenir la dégradation des récifs ».

« Nous avons tendance à réagir de manière réflexive face aux menaces à grande échelle telles que l’acidification des océans et le stress thermique dû au changement climatique », a déclaré Iglesias-Prieto. « Nous disons ‘c’est un problème sérieux, mais que puis-je vraiment faire localement?’ Dans le cas de l’atténuation de la pollution optique, la réponse est « tout ».

Il a expliqué que les communautés peuvent protéger la clarté de l’eau de mer locale en réduisant la sédimentation et la pollution associées au développement humain – et n’importe qui peut participer à ce travail.

« Contrairement à tant de menaces environnementales auxquelles les coraux sont confrontés, c’est quelque chose qui peut et doit être géré localement », a déclaré Iglesias-Prieto.

Le travail a été soutenu par des fonds de démarrage de Penn State.



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