Les coraux et leurs capacités d’adaptation face au changement climatique

Par Laurie Henry

Les récifs coralliens ne sont pas seulement l’un des écosystèmes les plus riches en biodiversité de notre planète, ils pèsent également lourds sur le plan de l’économie. Du fait des revenus directement issus de la pêche dans leurs eaux, les récifs fournissent une ressource et des services d’une valeur de plusieurs milliards de dollars chaque année. Ils sont également le vivier de médicaments du XXIe siècle.
Mais le réchauffement climatique, parce qu’il impacte la température des océans, les fait dépérir et met en péril toute la biodiversité. Pourtant, certains coraux présentent des stratégies d’adaptation remarquables face à ces changements dans leur environnement. Quelles sont ces stratégies, quelles sont les capacités d’adaptation de ces coraux et peut-on s’en inspirer pour restaurer des récifs endommagés ?

Le changement climatique a de profondes répercussions sur les écosystèmes marins en raison d’une fréquence et d’une gravité accrues des vagues de chaleur marines. Il induit une forte mortalité chez les organismes les plus fragiles, notamment chez ceux ne pouvant se déplacer pour rechercher une zone plus clémente, comme les coraux. Lorsque la température de l’eau devient trop chaude, ces derniers expulsent les microalgues vivant à l’intérieur de leurs tissus, ce qui les fait blanchir et mourir.

Le stress thermique (augmentation de la chaleur des eaux marines) devrait s’aggraver au cours des prochaines décennies, mais on ne sait pas dans quelle mesure et comment les organismes s’adapteront. C’est pourquoi comprendre et appréhender quels individus, au sein d’une population de coraux, sont plus tolérants à la chaleur est fondamentale pour prédire les impacts du réchauffement des océans.

Une étude récente de l’Université de Newcastle et du Palau International Coral Reef Center, publiée dans la revue Proceedings Of The Royal Society B: Biological Sciences, apporte un éclairage nouveau sur les programmes de protection et de restauration des récifs coralliens sous le prisme du changement climatique.

On ne perçoit pas tous la chaleur de la même façon

Le type de réponse qu’un organisme présente face à la chaleur peut varier tout au long de l’épisode caniculaire. Un individu qui semble plus tolérant à la chaleur au début peut apparaître sensible par la suite. C’est assez similaire chez l’Homme d’ailleurs, puisqu’au sein d’une même famille, certains tolèrent bien les vagues de chaleur tandis que pour d’autres, c’est à chaque fois une véritable épreuve ! Cette tolérance est influencée par de nombreux gènes et facteurs environnementaux.

C’est pour cela que les auteurs de cette étude ont cherché un moyen d’estimer, de manière objective, la tolérance à la chaleur des coraux. Ils ont tenté d’associer le blanchiment et la mortalité aux conditions de canicule prolongées. Pour étudier cette variabilité, les chercheurs ont exposé des coraux prélevés sur un seul récif, à une vague de chaleur marine expérimentale, durant 30 jours.

Des coraux plus tolérants, une aide précieuse au maintien des récifs coralliens

D’après l’analyse des scientifiques, 4,8°C supplémentaire à la température actuelle est « nécessaire » pour induire le blanchiment et la mortalité chez les 10% des coraux les plus tolérants, les autres coraux supportant des températures bien moins hautes.

Prenant appui sur ces résultats, les auteurs estiment que dans un scénario d’émissions de gaz à effet de serre « raisonnable », il faudra jusqu’à 17 ans avant une mortalité quasi-totale des coraux. Ce délai se limite à seulement 10 ans dans le cadre d’un scénario d’émissions élevées.

Étonnamment, cette variation ne semble pas être liée au type d’algues hébergées par les coraux, ce qui suggère que le corail lui-même est plus tolérant à la chaleur. Cette variabilité individuelle et son héritabilité suggèrent une possibilité d’évolution naturelle, ou assistée si nécessaire, pour limiter les impacts du changement climatique à court terme. Mais pourquoi certains coraux sont-ils plus tolérants à la chaleur que d’autres, alors que rien ne semble les différencier ?

Une adaptation basée sur la ventilation

C’est précisément cette question à laquelle une étude récente de l’Alfred Wegener Institute et l’Helmholtz Centre For Polar And Marine Research ont voulu répondre. Ils ont mis en évidence un système de ventilation intégré aux coraux.
Les chercheurs ont révélé que les algues abritées par les coraux ne sont pas uniformément réparties au sein d’une colonie, des zones en étant plus pourvues que d’autres. Ces algues libèrent de l’oxygène qui, bien que vital pour la plupart des organismes,  peut être dangereux quand il est en excès, en particulier dans les eaux devenues plus chaudes ou plus acides du fait du réchauffement climatique. L’oxygène se dissous en effet très mal dans les eaux chaudes, contrairement aux eaux froides, et stagne en quelque sorte au niveau des coraux. C’est alors que les algues « re-traitent » de plus en plus cet oxygène environnant, et non plus le dioxyde de carbone. Ce qui n’est pas seulement moins efficace en terme de production d’énergie, mais endommage également les cellules des coraux. Ces derniers s’en séparent et blanchissent.

Alors pour résister à la chaleur, les coraux, grâce aux minuscules poils (ou cils)à leur surface, créent des courants locaux afin de ventiler spécifiquement les zones riches en algues et se « débarrasser » de ce surplus d’oxygène. Ce sont ces coraux, munis de ce système de ventilation intégré, qui semblent s’adapter au réchauffement des océans.

Ces deux études, parallèlement aux projections climatiques du GIEC, peuvent aiguiller les mesures de conservation et de restauration des récifs coralliens, en identifiant les coraux les plus tolérants à la chaleur et en les implantant dans des récifs endommagés.