Le réchauffement des océans intensifie les épidémies virales dans les coraux

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Une étude révolutionnaire de trois ans dans le Pacifique Sud a trouvé des preuves que le réchauffement des océans peut déclencher des épidémies de “virus à ARN infectant les dinoflagellés” qui attaquent les algues symbiotiques à l’intérieur des coraux. Les virus des récifs coralliens ont attiré une plus grande attention depuis qu’ils ont été impliqués en 2021 comme une cause possible de la maladie de perte de tissu corallien pierreux qui a décimé les récifs de Floride et des Caraïbes pendant près d’une décennie.

Les couleurs à couper le souffle des coraux constructeurs de récifs proviennent d’algues photosynthétiques qui vivent à l’intérieur des coraux. Une étude révolutionnaire de trois ans a révélé que les virus peuvent augmenter leurs attaques sur ces algues symbiotiques pendant les vagues de chaleur marines.

Peu d’études ont examiné comment la chaleur et d’autres formes de stress affectent les épidémies de virus coralliens, et encore moins ont examiné la dynamique à l’échelle des récifs de ces épidémies. L’étude publiée en ligne aujourd’hui dans Communications ISME fait les deux. Il s’agit également de la première étude à analyser la prévalence, la persistance, les déclencheurs et les impacts sur la santé à l’échelle du récif des “virus à ARN infectant les dinoflagellés” (dinoRNAV), des virus à ARN simple brin qui infectent les algues symbiotiques qui vivent à l’intérieur des coraux.

L’auteure principale, Lauren Howe-Kerr, a déclaré que les chercheurs sur les maladies des coraux et des mers accordent une plus grande attention aux virus coralliens à la suite d’études menées en octobre 2021 et février 2022 qui ont trouvé des preuves suggérant que des infections virales de dinoflagellés symbiotiques pourraient être responsables de la maladie de perte de tissu corallien pierreux (SCTLD ). L’une des maladies coralliennes les plus meurtrières jamais enregistrées, le SCTLD décime les récifs de Floride et des Caraïbes depuis sa première identification en 2014.

“Bien que cette étude ne se concentre pas sur le SCLTD, elle renforce notre compréhension des virus coralliens, et en particulier des virus à ARN qui infectent les endosymbiontes coralliens”, a déclaré Howe-Kerr, un chercheur postdoctoral de Rice qui a co-écrit l’étude avec plus d’une douzaine de collègues de Rice, Northeastern University, University of Oregon, University of the Virgin Islands, Rutgers University, Oregon State University, George Mason University, New Zealand’s National Institute of Water and Atmospheric Research et le Centre de recherche et de restauration des récifs coralliens du Mote Marine Laboratory à Summerland Clé, Floride.

“Notre travail fournit la première preuve empirique que l’exposition à des températures élevées sur le récif déclenche des infections dinoRNAV dans les colonies coralliennes, et nous avons montré que ces infections sont intensifiées dans les colonies coralliennes malsaines”, a déclaré Howe-Kerr.

L’étude a été réalisée à la station de recherche écologique à long terme sur les récifs coralliens de Moorea sur l’île de Moorea, dans l’océan Pacifique, en Polynésie française. Moorea, située à environ 20 milles de Tahiti, est entourée de récifs coralliens. Des échantillons de 54 colonies de coraux autour de l’île ont été prélevés deux fois par an entre août 2018 et octobre 2020. Les températures de l’eau les plus chaudes au cours de cette période ont été enregistrées en mars 2019. Les récifs de l’île ont subi un stress lié à la chaleur pendant cette période, y compris un blanchissement généralisé.

Les sites d’étude étaient situés dans une variété de zones récifales soumises à différents types de stress environnementaux. Par exemple, les avant-récifs faisant face à l’océan sont plus profonds, avec des températures de l’eau plus fraîches et plus constantes, tandis que les récifs frangeants proches du rivage dans les lagons sont soumis aux températures les plus élevées et à la plus grande variabilité de température.

Howe-Kerr a obtenu son doctorat de Rice en 2022 et a récemment terminé une bourse d’un an en politique océanique à la National Science Foundation. L’échantillonnage et l’analyse ont été effectués au cours de ses études doctorales dans le laboratoire Rice de la biologiste marine et co-auteur de l’étude Adrienne Correa.

“Ce fut un énorme effort d’équipe pour localiser et échantillonner exactement les mêmes colonies de coraux deux fois par an au cours de cette période de trois ans”, a déclaré Correa. “Cela a été encore compliqué par la pandémie, qui nous a empêchés d’échantillonner en mars 2020, mais au final, cela en valait la peine. Nous avons beaucoup appris sur la dynamique virale à l’échelle du récif.”

Correa a déclaré qu’il ressortait clairement d’études antérieures que les coraux “hébergent de nombreux virus divers”, mais on ne savait pas comment des types viraux spécifiques étaient répartis sur un récif. Une étude de 2022 de son groupe qui a été rédigée par un autre ancien étudiant, Carsten Grupstra, avait des résultats détaillés d’expériences basées sur des réservoirs qui ont montré que l’activité virale d’un seul groupe viral – les dinoRNAV – dans les coraux augmentait sous le stress thermique.

“Cette étude de trois ans s’appuie sur cela et montre que cela peut également se produire dans l’océan”, a déclaré Correa. “Nous avons constaté le même type d’augmentation de la production virale induite par la chaleur dans les récifs.”

Howe-Kerr a déclaré que la nouvelle étude offre également l’un des premiers aperçus de la façon dont les dinoRNAV se comportent dans le temps et dans l’espace sur les récifs et les zones de récifs.

“Nous avons pu caractériser la diversité des dinoRNAV et leur prévalence dans les colonies sur plusieurs années et environnements récifaux”, a-t-elle déclaré. “Nous avons détecté des infections dinoRNAV dans plus de 90% des colonies échantillonnées à un moment donné au cours des trois années. Et la composition et la diversité des virus que nous avons trouvés dans ces infections différaient selon les zones de récifs. Cela indique que les conditions environnementales jouent un rôle dans la dynamique de ces infections. épidémies. »

Alors que les 54 colonies ont survécu à l’expérience de trois ans, 50% ont subi une mortalité partielle. Les plus durement touchés ont été les avant-récifs faisant face à l’océan, qui étaient presque trois fois plus susceptibles de connaître une mortalité partielle que les coraux des récifs frangeants, qui peuvent être plus habitués à faire face aux températures élevées des eaux moins profondes près du rivage, a déclaré Correa.

Elle a déclaré qu’une plus grande variété de virus à ARN avait été trouvée dans des colonies soumises à un stress thermique en 2019, ce qui suggère que la production virale avait augmenté. Et le schéma s’est avéré le plus fort dans les colonies qui ont subi une mortalité partielle, ce qui indique des interactions spécifiques hôte-virus qui pourraient entraîner des impacts sur l’écosystème, a-t-elle déclaré.

“La productivité virale augmentera probablement à mesure que les températures des océans continueront d’augmenter”, a déclaré Correa. “Il est important d’en apprendre le plus possible sur les interactions hôte-virus, car elles ont le potentiel de modifier la symbiose fondamentale qui sous-tend les écosystèmes des récifs coralliens.”

Cette recherche a été financée par la National Science Foundation (2224354, 1933165, 1635913, 1635798, 2145472), une bourse de recherche en début de carrière du Gulf Research Program des National Academies of Sciences (2000009651), la Gordon and Betty Moore Foundation, Rice University, la branche du Texas du fonds Eugene and Millicent Goldschmidt Graduate Student Award de l’American Society for Microbiology, le Lewis and Clark Fund for Exploration and Field Research de l’American Philosophical Society et le Wagoner Foreign Study Scholarship Program de l’Université Rice.

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