Blanchissement de la susceptibilité

Récif corallien vibrant à Palau, en Micronésie. Photo © Ian Shive

Cette section fournit des informations sur les caractéristiques biologiques et physiques qui affectent si un corail blanchit ou non lors d'un événement d'eau chaude. Les coraux individuels varient dans leurs réponses au stress lumineux et thermique. De telles différences de sensibilité chez les coraux et les zooxanthelles sont affectées par des caractéristiques telles que : 

  • différences d'espèces
  • différences génétiques
  • d'autres facteurs affectant la sensibilité au blanchiment (p. ex., protéines tissulaires fluorescentes, protéines de choc thermique, intégration de la colonie, modifications du comportement alimentaire en réponse au stress thermique, épaisseur des tissus et antécédents d'exposition) 

Toutes les espèces de coraux ne sont pas également sensibles au blanchissement. En réponse aux températures élevées de la mer, certains coraux peuvent blanchir, contrairement à d'autres espèces de coraux au même endroit. Certains coraux sont capables de s'acclimater aux augmentations de température locales au fil du temps. En général, les espèces de coraux plus résistantes au blanchissement peuvent être caractérisées par des formes de croissance massives, des tissus épais ou moins intégrés et des taux de croissance lents. Voici des exemples de genres de coraux reconnus comme plus résistants au stress thermique :

  • Acanthastrea
  • Cyphastrea
  • Diploastrea
  • Favia
  • Galaxea
  • Goniastrea
  • Hydnophora
  • Leptoria
  • Merulina
  • Montastrea
  • Platygyra
  • Porites
  • Turbinaria

Modèles de susceptibilité

Au cours de l'événement de blanchiment 2010, la hiérarchie normale de sensibilité des espèces a été inversée à certains endroits. Les coraux de Sumatra, en Indonésie, ont suivi le schéma habituel, avec 90% des colonies d’espèces à croissance rapide en voie de disparition. Mais la tendance s’est inversée sur les sites d’étude de Singapour et de Malaisie, avec des contraintes thermiques similaires sur tous les sites. Cela suggère que l'historique thermique des sites peut jouer un rôle important dans la détermination de la sévérité du blanchiment. ref

 

Au niveau des colonies coralliennes, les espèces à croissance rapide qui se caractérisent par des formes de croissance à structure fine, ramifiées ou tabulaires ont tendance à être plus susceptibles au blanchiment. Ces genres de coraux plus sensibles comprennent:

  • Acropora
  • Millepora
  • Montipora
  • Seriatopora
  • Stylophora
Acropora sp. L'Agence de l'Océan

Acropora sp. Photo © L'Agence de l'Océan

Il est important de noter qu'aucune espèce n'est totalement à l'abri de la mortalité induite par le blanchiment et que presque tous les genres ont subi une mortalité élevée au cours de graves épisodes de blanchiment à un endroit ou à un autre. ref Une hiérarchie générale de résistance au blanchiment fournit une indication raisonnable de la sensibilité au stress thermique. Ce tableau aide les gestionnaires à comprendre ce qu'il faut rechercher lors de la surveillance de leurs récifs – c'est-à-dire que les gestionnaires peuvent évaluer les genres de coraux dans leur zone pour déterminer lesquels sont susceptibles d'être les plus/moins résistants au blanchissement.

Coral Fitness Compromis de Clade D Zooxanthelles

L'accueil de zooxanthelles plus tolérantes à la chaleur s'accompagnera de compromis dans la physiologie du corail. Des zooxanthelles plus résistantes à la chaleur peuvent entraîner des coûts écologiques, tels qu'une croissance et une capacité de reproduction réduites, et donc une récupération plus faible après des dommages. Une étude menée dans les îles de la région de Keppel de la Grande Barrière de Corail a étudié la croissance du squelette. Dans des conditions contrôlées, les coraux Acropora millepora avec des symbiotes du clade D croissent 29 % plus lentement que ceux avec des symbiotes du clade C2. Sur le terrain, les colonies du clade D se sont développées 38 % plus lentement que les colonies du clade C2. Ces résultats démontrent l'ampleur des compromis susceptibles d'être rencontrés par cette espèce lorsqu'elle s'acclimate à des conditions plus chaudes en passant au clade D zooxanthelles plus tolérant thermiquement. ref

 

Zooxanthelles Génétique

Le terme «zooxanthelles» désigne une grande variété d’algues du genre. Symbiodinacées, précédemment dénommé Symbiodinium. Les zooxanthelles sont un groupe génétiquement diversifié de dinoflagellés, comprenant neuf types phylogénétiques, distingués sous le nom de clades AI. Ces clades génétiquement distincts ont des caractéristiques environnementales, écologiques et géographiques différentes qui influencent la résistance et la résilience des coraux au stress thermique. Des études ont révélé que les différents clades de zooxanthelles ont des sensibilités différentes au stress thermique et lumineux.

Clade D Zooxanthelles

Les zooxanthelles du Clade D sont thermiquement tolérantes et augmentent la résistance des coraux qui les abritent à des SST. ref Les zooxanthelles du Clade D se trouvent dans une large gamme d'espèces de coraux. Les zooxanthelles du clade D sont présentes en plus grande abondance sur certains récifs que sur d'autres, et il s'agit souvent de récifs exposés à des niveaux relativement élevés de stress thermique ou à des facteurs de stress locaux (par exemple, la sédimentation sur les récifs) avec des antécédents de blanchissement des coraux. Par exemple, les zooxanthelles du clade D sont plus abondantes dans les coraux acroporides des lagons de l'arrière-récif des Samoa américaines, qui connaissent des températures maximales plus élevées que les environnements de l'avant-récif, où Acropora accueille principalement le clade C. ref Parce qu'ils se trouvent souvent en abondance accrue sur les récifs exposés à des facteurs de stress environnementaux, la présence de symbiotes du clade D peut être un indicateur biologique de changements négatifs dans la santé des coraux. Par contre, ce n'est pas toujours le cas; parfois, les symbiotes du clade D indiquent une acclimatation positive à des conditions stressantes. Les informations sur l'abondance des zooxanthelles du clade D peuvent aider les gestionnaires à comprendre la sensibilité de coraux spécifiques au stress thermique et à identifier les changements dans la santé des récifs coralliens.

Acclimatation ou adaptation

  • Les termes acclimatation et adaptation sont souvent utilisés comme synonymes mais ne sont pas la même chose. L'acclimatation fait référence aux changements physiologiques tandis que l'adaptation fait référence aux changements génétiques. L'acclimatation comprend :
  • Changements survenant au cours de la vie d'un organisme individuel
  • Les changements résultant d'une exposition chronique à un changement environnemental et qui aident un individu à survivre dans un environnement donné. De tels changements ne peuvent pas être transmis à la progéniture.
    L'adaptation comprend :
  • Changements survenant de génération en génération au sein d'une espèce
  • Changements offrant une capacité accrue de survie et de reproduction dans un environnement particulier

 

Mécanismes de zooxanthelles

La possibilité de s'associer à plusieurs clades de zooxanthelles est courante chez les coraux.  ref  L'échange sélectif de zooxanthelles est un mécanisme potentiel par lequel les coraux pourraient survivre aux facteurs de stress climatiques, tels que l'augmentation des températures de surface de la mer. Les changements dans les types dominants de zooxanthelles d'une colonie corallienne peuvent se produire par le biais de deux processus :

  1. Shuffling - changements dans l'abondance relative des clades de zooxanthelles déjà présentes dans le tissu corallien
  2. Commutation – absorption de nouveaux clades de zooxanthelles de l'environnement

À court terme, les coraux avec des symbioses flexibles peuvent mélanger ou inverser les zooxanthelles; et on s'attend à une augmentation de l'abondance des souches de zooxanthelles thermiquement tolérantes (telles que celles du clade D) avec une fréquence croissante de conditions de blanchiment. Le potentiel d'adaptation aux températures croissantes à la surface de la mer dépend de l'ampleur de la variation génétique de la tolérance à la chaleur, de la durée de génération de l'hôte corallien et des zooxanthelles et de la force de la sélection.

La connaissance des caractéristiques biologiques des coraux individuels améliore la capacité de prédire les réponses de stress à un événement de blanchissement. Plusieurs caractéristiques biologiques et physiques des coraux peuvent contribuer à leur capacité à résister au blanchissement, notamment :

  • Protéines de choc thermique: De nombreuses protéines de choc thermique se trouvent dans les tissus coralliens et leur activité influence la réponse au blanchiment. Les protéines de choc thermique aident à maintenir la structure protéique et la fonction cellulaire après le stress. ref Par exemple, dans une étude, les tissus coralliens fortement acclimatés à la lumière Goniastrea aspera présentaient des concentrations plus élevées de protéines de choc thermique et ces tissus ne blanchissaient pas, contrairement aux zones de la même colonie qui ne s’étaient pas acclimatées à une lumière intense. ref
  • Protéines tissulaires fluorescentes: Les coraux sont connus pour leurs couleurs vives, dues principalement aux protéines fluorescentes dans leurs tissus. Les protéines fluorescentes constituent un système de régulation de la lumière; ils protègent le corail du rayonnement solaire à large spectre en filtrant les rayons UVA nocifs. La capacité de protection de ces protéines constitue un mécanisme de défense interne pouvant avoir des conséquences importantes pour la survie à long terme des coraux exposés au stress thermique. On a constaté que les coraux contenant des protéines fluorescentes blanchissent beaucoup moins que les colonies non fluorescentes de la même espèce. En outre, une étude récente ref identifié un rôle supplémentaire des protéines fluorescentes en tant qu'antioxydants, ce qui pourrait aider à prévenir le stress chez les coraux. Les concentrations de protéines fluorescentes varient selon les espèces (par exemple, les pocilloporides et les acroporides ont des densités relativement faibles, tandis que les poritidés, les faviids et d'autres coraux massifs à croissance lente ont des densités élevées).
  • Changement dans le comportement alimentaire en réponse au stress thermique: Certains coraux dépendent fortement des particules de nourriture capturées dans la colonne d’eau pour compléter leurs besoins en énergie. Ces coraux peuvent être moins dépendants de l'énergie fournie par leurs zooxanthelles et donc moins sujets à la famine lors d'un épisode de blanchiment lorsque les zooxanthelles sont expulsées du corail. De plus, certains coraux sont capables de changer leur comportement alimentaire en réponse au blanchissement. Les preuves suggèrent que les espèces de coraux qui peuvent changer leur comportement alimentaire peuvent mieux survivre au blanchiment que les espèces qui ne le peuvent pas. ref
  • Epaisseur du tissu: L'épaisseur des tissus coralliens peut contribuer au niveau de sensibilité au blanchiment. Les tissus minces se trouvent dans les espèces de coraux qui sont plus susceptibles de blanchir. Des tissus plus épais peuvent aider à protéger les zooxanthelles contre la lumière intense, réduisant ainsi le stress thermique et réduisant ainsi les risques de blanchiment.
  • Ombres: La présence d'ombrage est susceptible d'augmenter la résistance au blanchiment. Lorsque l'ombre est présente, soit en raison des conditions météorologiques (couverture nuageuse persistante) ou de l'emplacement physique d'un corail (p.
  • Histoire de l'exposition: Les coraux ont généralement besoin de plages étroites de certaines conditions pour survivre (par exemple, la température, la salinité, la lumière), mais certains coraux se sont acclimatés à des conditions très stressantes aux limites extérieures de leur aire de répartition. Une histoire d'exposition à des températures élevées peut influencer la tolérance thermique des coraux et améliorer leur résilience. Par exemple, les coraux soumis à des températures plus élevées que la moyenne avant un événement de blanchissement peuvent être plus tolérants thermiquement que les coraux qui n'ont pas été précontraints. ref Les coraux sains dans les zones où la variabilité thermique est élevée (par exemple, dans le récif arrière et les lagons) peuvent également être plus résistants au stress thermique. ref De plus, les parties des récifs qui subissent régulièrement des conditions de stress thermique, telles que les platiers et les crêtes des récifs, peuvent être peuplées de coraux plus tolérants et résistants aux stress.

Orientation pour les gestionnaires

Les directives pour identifier les coraux tolérants au stress incluent les recommandations suivantes: ref

Guide de gestion

Compilez les données existantes ou les connaissances locales sur la composition des communautés coralliennes sur les sites. Identifiez les groupes de coraux dominants et classez leur tolérance au blanchiment en fonction de leur morphologie (massif> encroûtant> ramifié / tabulaire).

Mener des enquêtes sur la composition de la communauté corallienne sur les sites et évaluer la dominance des types de coraux réputés plus résistants ou plus tolérants au blanchiment.
Si des données sont disponibles, utilisez des études physiologiques sur les coraux dominants pour évaluer la résistance et la tolérance probables en fonction du type de zooxanthelles, de pigments photo-protecteurs ou de l'état des tissus (taux de lipides) et / ou de la capacité hétérotrophe.

Une fois que les gestionnaires ont évalué la tolérance au stress des coraux sur les sites sur la base des actions énumérées ci-dessus, ils peuvent utiliser ces informations pour éclairer la conception et la gestion des AMP. Par exemple, les zones dominées par les coraux tolérants au stress peuvent être considérées comme prioritaires pour la protection dans les AMP. Les sites qui contiennent des coraux présentant des propriétés de résistance servent de refuges et de sources de graines et peuvent être vitaux pour la connectivité et d'autres dynamiques écologiques à plus grande échelle. Les zones dominées par des espèces très sensibles seront essentielles à surveiller à la suite d'événements de stress thermique afin d'évaluer les réponses écologiques des coraux au blanchissement.

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