Considérations génétiques

Coraux Staghorn dans la baie de Cane, St. Croix. Photo © Kemit-Amon Lewis / TNC

L'un des principaux objectifs des efforts d'amélioration de la population consiste à veiller à ce que les populations de coraux en voie de rétablissement soient génétiquement diverses. L'obtention d'individus génétiques et le suivi des génotypes de coraux dans les pépinières et pendant la mise en place sont importants pour le succès à long terme des efforts de restauration et des populations de coraux en cours de restauration. Ceci est particulièrement important pour les espèces de coraux menacées ou dont l'abondance est faible, car elles ont probablement déjà subi un goulet d'étranglement génétique lorsque des pertes considérables en colonies de coraux ont réduit beaucoup de matériel génétique (appelé «effets de fondateur»). Ainsi, plusieurs ressources ont été développées pour aider les praticiens de la restauration de coraux à accroître la diversité génétique de leurs coraux cultivés et implantés.

Définitions - voir l' Webinaire sur la recherche et la restauration de la génétique du corail pour plus de description

  • Diversité génétique - le nombre d'allèles différents au sein d'une population
  • Allèles - les formes alternatives d'un gène qui apparaissent par mutation et se trouvent au même endroit sur un chromosome. Les allèles sont influencés par l’immigration de nouveaux allèles d’ailleurs dans la population et par la mutation de gènes en nouveaux allèles.
  • Diversité génotypique - le nombre de clones ou de génets dans une population (les coraux pouvant se fragmenter, les colonies individuelles peuvent avoir le même génotype et être génétiquement identiques)
  • Dépression de consanguinité - une réduction de l'aptitude physique due à l'accouplement de parents; peut faire baisser les taux de fertilité et augmenter la maladie
  • Dépression de consanguinité - peut résulter d'un accouplement entre individus liés de manière lointaine ou d'un accouplement entre individus fortement adaptés aux conditions locales; entraînant une moins bonne condition physique que les parents, rassemble des gènes qui ne fonctionnent pas bien parce qu'ils proviennent d'environnements différents
  • Effets de fondateur - diversité génétique réduite lorsqu'une population est issue d'un petit nombre d'ancêtres colonisateurs

Risques génétiques associés à la restauration

La composante génétique de la restauration doit toujours être prise en compte lors des activités de jardinage de coraux, car les méthodes d’amélioration de la population tirent parti de la fragmentation asexuée, créant ainsi de nombreuses colonies génétiquement identiques (par exemple, des clones). Si peu de diversité génétique est disponible pendant le frai pour la reproduction sexuée, la population risque de subir une consanguinité ou d’autres risques génétiques conduisant à une réduction de la santé et de la forme physique des coraux. L'ajout artificiel de génotypes sélectionnés peut également réduire la diversité génétique globale de la population sauvage en cours de restauration.

Les pépinières de coraux peuvent également présenter un risque pour la diversité génétique en exposant les coraux à un environnement nouveau ou contrôlé, dans des conditions qui peuvent ne pas être optimales pour tous les génotypes conservés dans la pépinière. Ainsi, ces conditions pourraient sélectionner artificiellement certains caractères génétiques, entraînant la surutilisation d'un sous-ensemble de génotypes qui réussissent bien dans les pépinières.

Incorporer la génétique à la restauration

Les praticiens du jardinage de coraux devraient avoir pour objectif de cultiver et de transplanter autant de génotypes que possible. Lors de la collecte des coraux, les exploitants de pépinières doivent s’efforcer de collecter des fragments d’un maximum de zones récifales séparées physiquement afin d’accroître les chances d’obtenir des génotypes uniques pour les efforts de propagation. Un certain nombre de méthodes génétiques existent également pour aider les praticiens à déterminer si les coraux dans leurs pépinières sont des génotypes différents, ainsi que pour mesurer la diversité génétique, la structure de la population génétique, la consanguinité, la consanguinité et les effets de fondateur. Ceux-ci comprennent les marqueurs microsatellites et les polymorphismes mononucléotidiques (SNP).

  • Microsatellites - Analyse le nombre de paires de bases répétées dans un allèle
    • Utilise l'amplification par PCR
    • Avantages: souplesse dans le nombre d'échantillons que vous pouvez analyser, fichiers de données peu volumineux et analyse génétique simple
    • De nombreux marqueurs microsatellites ont déjà été développés pour les coraux des Caraïbes et Symbiodinium
  • Polymorphismes mononucléotidiques (SNP) - analyse un changement d'une paire de bases unique dans une séquence du génome
    • Utilise le séquençage RAD-tag
    • Inconvénients: les fichiers de données sont volumineux et l'analyse nécessite une expertise en programmation, la bioinformatique est complexe et requiert une certaine expertise.

Si peu de colonies sont disponibles pour peupler votre pépinière, il n'est pas suggéré d'utiliser des fragments de corail génétiquement appauvris, ce qui peut conduire à une réduction supplémentaire de la diversité génétique en raison de la haute sélectivité dans les pépinières. Plutôt que de déplacer les colonies de coraux d'autres sites de récifs coralliens, il est conseillé aux praticiens de déplacer les gamètes de corail sur de grandes distances et de suivre le processus d'élevage des coraux à partir du stade larvaire car ils auront probablement une meilleure survie. Là encore, pour les gamètes collectés, la sélection de différents génotypes est importante pour la restauration afin de réduire la dépression de consanguinité et la dépression de consanguinité.

Les praticiens devraient continuer à propager une gamme de génotypes de coraux indépendamment du fait qu'un génotype présente une productivité élevée ou faible dans les pépinières. Par exemple, la performance d'un génotype de corail dans une pépinière ne permet pas toujours de prédire sa performance lorsqu'elle est implantée, et les génotypes peuvent avoir des taux de croissance très différents selon les conditions environnementales. ref En raison des compromis écologiques naturels dans l'utilisation des ressources, les génotypes à croissance plus lente peuvent être plus résistants aux perturbations telles que les températures chaudes. Ainsi, les praticiens ne doivent pas négliger les génotypes qui se classent au-dessous des autres génotypes ou des critères de référence globaux du programme en termes de survie et de croissance. Pour déterminer comment les différents génotypes se comportent dans des conditions différentes, il est conseillé aux praticiens de suivre tous les génotypes dans les pépinières et après la mise en place, ainsi que dans différentes conditions environnementales.

Lors de la mise en place, les praticiens devraient implanter des coraux élevés en pépinière dans des conditions géographiques et environnementales similaires pour assurer une survie et une condition physique optimales. La mise en place d'un certain nombre de génotypes différents à proximité augmentera les chances de réussite de la reproduction sexuée et du peuplement larvaire, ce qui contribuera à atteindre la diversité génotypique à l'échelle du site.

(de Johnson et al. 2011)

(de Johnson et al. 2011)