Les greffes peuvent sauver les récifs coralliens mourants, mais les donneurs génétiquement divers sont essentiels

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  • Le changement climatique décime les récifs du monde.
  • La transplantation de coraux sains sur des récifs mourants peut les sauver.
  • Certains coraux transplantés semblent prospérer tandis que d’autres échouent, mais les chercheurs ne savaient pas pourquoi.
  • Une nouvelle étude menée par des scientifiques de l’USC Dornsife résout le mystère, révélant un chemin vers des greffes réussies et des récifs rajeunis.

Alors que la santé des récifs coralliens continue de décliner sous le stress du changement climatique, les chercheurs visent à rajeunir les récifs défaillants en transplantant des coraux sains. Malheureusement, ils ont trouvé des résultats mitigés, car certains coraux transplantés se fanent et meurent tandis que d’autres prennent racine et prospèrent.

Pourquoi certains coraux transplantés, appelés « outplants », fleurissent et d’autres luttent ou périssent est resté un mystère, jusqu’à présent. Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l’USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences et publiée dans le Actes de l’Académie nationale des sciences révèle la clé d’une greffe de corail réussie.

Résoudre le mystère est essentiel pour restaurer les récifs mourants avec du corail transplanté, déclare Carly Kenkel, professeur adjoint Gabilan de sciences biologiques à l’USC Dornsife et auteur correspondant de l’étude. Et sauver les récifs reste un impératif mondial.

Selon une étude de 2021, la Terre a perdu la moitié de ses récifs coralliens depuis 1950. Cette dévastation mondiale recèle un potentiel tragique : un milliard de personnes bénéficient des écosystèmes récifaux, et l’économie américaine à elle seule en tire 3,4 milliards de dollars par an grâce à des industries comme la pêche et le tourisme. , selon la National Oceanic and Atmospheric Administration.

Est-ce le seul ou le multiple ?

La recherche sur la transplantation de Kenkel est centrée sur le corail corne de cerf des Caraïbes, Acropora cervicornis, en danger critique d’extinction.

Avant la présente étude, les scientifiques utilisaient différents coraux de corne de cerf individuels sur divers sites de transplantation et ont découvert que certaines plantes externes s’en sortaient mieux à certains endroits qu’à d’autres. Mais parce qu’ils ont utilisé différents coraux sur différents sites, ils n’ont pas été en mesure de déterminer la raison du succès ou de l’échec : était-ce l’environnement, le corail ou une combinaison des deux ?

“Nous ne savions pas si les coraux fonctionnaient mal sur certains sites parce que l’environnement était pauvre, parce que les coraux individuels étaient peu performants, ou parce que ces coraux individuels se trouvaient simplement être peu performants dans cet environnement particulier”, a déclaré Kenkel.

Pour trouver la réponse, Kenkel et Wyatt Million, ancien étudiant au doctorat dans le laboratoire de Kenkel à l’USC Dornsife et premier auteur de l’étude, ont réduit le nombre de variables impliquées. Ils ont utilisé des clones de seulement 10 individus de cornes de cerf et ont transplanté des spécimens de chacun sur neuf sites de récifs bien connus dans les Florida Keys. Ils ont ensuite suivi la survie, la croissance, la forme et la taille des outplants à chaque emplacement.

Ils ont découvert que le corail et l’environnement étaient importants. Aucun clone unique ne s’est avéré puissant dans tous les environnements ; chaque site a vu un clone différent se développer et s’adapter pour réussir.

“Ce sont des informations très importantes pour la restauration des récifs”, a déclaré Kenkel. “Cela signifie que la diversité génétique des greffes de corail va être importante pour couvrir nos paris.” Alors que les chercheurs visent à restaurer les récifs, ils voudront utiliser une variété d’individus pour s’assurer qu’au moins un peut s’adapter à la nouvelle maison.

Elle a comparé l’idée à l’investissement : “Diversifier votre portefeuille est plus sûr que de parier gros sur une entreprise en particulier, car même si certaines entreprises perdent de l’argent, d’autres gagneront.”

Maximiser la diversité génétique – plutôt que de chercher un corail exceptionnel pour sauver la situation, comme c’est la tendance parmi les chercheurs – est une approche plus sage, a-t-elle déclaré.

“Sur ces récifs, diversifier les plantations de coraux est plus sûr que de parier sur un “super corail” pour réussir. Il y aura des gagnants et des perdants dans chaque environnement. Et les récifs sont vraiment dynamiques ; chaque environnement peut être vraiment différent du point de vue d’un corail, et ils ‘va être encore plus différent à mesure que le climat continue de changer.”

“Corail plastique”

Les résultats signifient également que les scientifiques voudront se concentrer sur la capacité d’adaptation d’un corail individuel à divers environnements, c’est-à-dire à quel point un individu peut modifier sa forme, sa taille et d’autres caractéristiques en réponse à l’évolution des facteurs environnementaux sur le récif.

Cette « plasticité » pourrait affecter les chances de succès à long terme des plantations sur plusieurs générations à mesure que le changement climatique se poursuit.

“Nous avons constaté que certains coraux étaient plus plastiques que d’autres, et les coraux les plus plastiques – ceux qui pouvaient grossir lorsqu’il était logique d’être gros sur un site particulier ou rester les plus petits lorsque c’était un avantage – étaient en fait les ceux qui ont le mieux survécu en moyenne », a déclaré Kenkel.

Le premier auteur de l’étude, Wyatt Million – ancien doctorant dans le laboratoire de Kenkel et maintenant postdoctorant à l’université allemande Justus Liebig de Giessen – avertit que la plasticité corallienne ne remplace pas la lutte contre le changement climatique à ses racines.

“Je voudrais souligner que la plasticité adaptative n’est pas une solution miracle pour le corail et ne peut remplacer l’objectif d’inverser les effets du changement climatique si nous espérons assurer la persistance ultime du corail”, a-t-il déclaré.

Et après?

L’équipe de Kenkel vise maintenant à approfondir ce qui donne au corail sa plasticité et comment cela pourrait affecter les futurs efforts de transplantation.

“Nous allons poser des questions du type : ‘Y a-t-il des inconvénients à ce qu’un corail soit plus plastique ?’ Peut-être que cela n’apparaît pas de leur vivant – peut-être que cela affecte leur progéniture ou leur capacité à produire une progéniture”, a déclaré Kenkel.

Ils étudieront également l’impact de la plasticité corallienne sur la fonction de l’ensemble du récif ainsi que ce qui se passe au niveau cellulaire et moléculaire pour permettre au corail de se développer, une avenue que Million trouve particulièrement intéressante.

“Peut-être que les prochaines étapes les plus pertinentes incluent l’identification de la base génétique de cette plasticité et si elle appartient à l’hôte animal ou au symbiote algal”, a-t-il déclaré.

Les coraux contiennent des algues microscopiques vivant dans une relation connue sous le nom de “symbiose”. Les algues fournissent au corail de la nourriture et d’autres avantages en échange de nutriments et d’un endroit sûr où vivre.

Comprendre la génétique des deux organismes aidera les scientifiques à prédire comment la plasticité d’un corail pourrait évoluer au fil des générations avec des conditions climatiques changeantes.

À propos de l’étude

En plus de Kenkel et Million, les chercheurs de l’étude incluent Maria Ruggeri et Sibelle O’Donnell de l’USC Dornsife ; Erich Bartels du Mote Marine Laboratory ; Trinity Conn de l’Université d’État de Pennsylvanie ; et Cory Krediet du Collège Eckerd.

Cette recherche a été soutenue par la subvention NA17NOS4820084 du programme de conservation des récifs coralliens de la NOAA et un financement privé de la Fondation Alfred P. Sloan et de la Fondation Rose Hills.

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