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Un regain d'espoir pour les coraux constructeurs de récifs pour lutter contre le changement climatique.

Papier: Liew, Y.J., Howells, E.J., Wang, X. et al. Hérédité épigénétique intergénérationnelle dans les coraux constructeurs de récifs. Nat. Clim. Chang. (2020). https://doi.org/10.1038/s41558-019-0687-2

Défi auquel les coraux sont confrontés aujourd'hui

Les magnifiques étendues de récifs coralliens colorés sont menacés par le changement climatique. Le réchauffement des océans et l'acidification des océans sont deux causes principales. Les températures élevées ont gravement endommagé les récifs coralliens en raison du blanchissement.

Une photo de corail cerveau (Platygyra daedalea). Cette espèce a été utilisée comme modèle pour des expériences dans cette étude.
Wikimedia commons

Les coraux possèdent une relation symbiotique avec les espèces d'algues photosynthétiques appelées zooxanthelles qui résident en eux. La symbiose est une interaction à long terme entre deux organismes dissemblables où les deux bénéficient de la relation. le zooxanthelles donner aux coraux leur couleur distincte. Les produits de leur photosynthèse tels que les sucres et l'oxygène sont utilisés par les coraux comme nourriture. À leur tour, les coraux fournissent refuge, dioxyde de carbone et eau de leurs processus de respiration zooxanthelles. Ainsi, ils dépendent les uns des autres pour survivre. Lorsque les coraux sont stressés par des changements dans leurs conditions environnementales telles que la température, ils libèrent les algues symbiotiques vivant à l'intérieur des tissus coralliens. Le manque d'algues fait blanchir les coraux, un processus appelé blanchissement des coraux. Cela perturbe les symbioses et prive les coraux de sa source de nourriture. Les coraux blanchis meurent lentement de faim. Cette menace est extrême et a été reconnue par les scientifiques comme un phénomène mondial. Le rythme rapide du changement climatique est plus préoccupant car il dépasse le taux d'adaptation génétique requis par l'espèce pour survivre. Cependant, la bonne nouvelle est qu'il existe de plus en plus de recherches menées par des scientifiques du monde entier pour comprendre ce phénomène au moyen de diverses questions de recherche.

Pourquoi nous en soucions-nous?

Les coraux sont l'un des organismes les plus beaux et les plus complexes avec des structures et des formes de croissance infinies. Comme si cela ne suffisait pas, les récifs coralliens remplissent diverses fonctions et affectent la vie de plusieurs espèces différentes, y compris les humains. Les coraux font partie intégrante de l'écosystème marin fournissant refuge et servant d'habitat à des milliers d'espèces marines. Ils jouent un rôle important dans le réseau trophique. Leur absence entraînera une perturbation massive de cet écosystème. Ces belles espèces constructrices de récifs soutiennent également l'économie côtière en offrant d'abondantes possibilités de pêche et de multiples emplois qui y sont associés. Les composés obtenus à partir des récifs coralliens sont utilisés comme médicaments pour traiter le cancer et d'autres maladies. Ils protègent également le littoral en amortissant les impacts des tempêtes et des grosses vagues, agissant comme des barrières naturelles contre les événements dommageables comme les ouragans et même les tsunamis. Si vous voulez vraiment mettre un montant en dollars sur la valeur des coraux, les services écosystémiques qu'ils fournissent valent des centaines de milliards de dollars. La perte de récifs aura des effets troublants sur de nombreux aspects de la vie humaine et marine.

Corail cérébral blanchi montrant l'absence de couleur vibrante et devenu blanc.
Image de flickr par NOAA

L'étude

En février, nous avons reçu des nouvelles passionnantes d'une équipe de chercheurs dirigée par les Drs. Liew et Howells (Liew et al., 2020). Leurs expériences ont démontré que les nouvelles générations de coraux peuvent être pré-adaptées à des températures d'eau plus chaudes en exposant leurs parents à des conditions environnementales similaires.

Cela est possible grâce à ce que les scientifiques appellent le conditionnement épigénétique. La génétique explique comment les enfants héritent des caractéristiques de leurs parents. Les scientifiques montrent que l'épigénétique joue également un rôle important dans la détermination des caractéristiques de la progéniture. Les mécanismes épigénétiques provoquent des changements dans l'expression des gènes plutôt que de changer le code génétique lui-même. Considérez-le comme une couche de contrôle supplémentaire qui ne modifie pas réellement le code ADN mais contrôle l'activité de différents gènes. Plus important encore, ces mécanismes sont influencés par l'environnement et peuvent provoquer des changements qui peuvent être transmis aux générations futures.

Afin de montrer l'hérédité épigénétique entre les générations de coraux constructeurs de récifs, le groupe de recherche a utilisé le corail cérébral (Platygyra daedalea) comme modèle. Ils ont utilisé deux populations de cette espèce exposées à des conditions environnementales radicalement différentes. L'une des populations testées dans cette expérience vit dans des températures et des salinités extrêmes et a persisté pendant plusieurs épisodes de blanchiment. Les événements de blanchiment sont connus comme le blanchiment d'un grand nombre de coraux dans un laps de temps donné. L'autre population test vit dans des conditions plus douces et n'a pas connu de blanchiment récemment.

Grâce à une technologie de pointe, les scientifiques ont comparé les modifications épigénétiques dans ces deux populations. Leurs données démontrent la transmission des profils épigénétiques des adultes aux spermatozoïdes aux larves suivantes. Cette étude a montré que les coraux peuvent s'acclimater aux conditions environnementales locales qui peuvent être transmises à la prochaine génération en utilisant un conditionnement épigénétique. Ces colonies et larves de corail pré-adaptées peuvent aider à sauver les récifs mourants en contribuant fortement à augmenter la résilience du récif au stress thermique.

Corail cerveau, îles Mariannes, Guam
Photothèque NOAA

Comment cela aide-t-il?

Les coraux comme les autres organismes vivants possèdent la capacité de s'adapter aux changements environnementaux. Mais en raison de leur longue durée de génération, on pense généralement que les coraux peuvent ne pas s'adapter assez rapidement pour suivre le rythme du changement climatique. Mais cette recherche prouve que les modifications épigénétiques sont facilement transmises des parents à la progéniture. Ainsi, si les parents de coraux qui construisent des récifs sont exposés au stress thermique, leur progéniture peut avoir de meilleures chances de faire face à la hausse des températures océaniques. Cela offre un avenir optimiste pour les coraux aux prises avec le changement climatique et pour nous tous qui voulons voir ces espèces prospérer pour toujours. L'équipe de recherche souligne que, bien que leur étude donne un résultat optimiste, d'autres recherches sur des détails tels que les avantages fonctionnels des modifications épigénétiques doivent être étudiées plus avant. Cependant, à partir de maintenant, c'est un pas en avant dans l'utilisation de la science pour comprendre ces relations délicates et offre un espoir pour protéger les coraux du changement climatique rapide.

Actuellement, je suis chercheur postdoctoral en URI. D'une manière générale, j'étudie la réponse des espèces marines à divers facteurs de stress tels que les maladies et les facteurs environnementaux. Ma recherche est fortement informatique et implique principalement des approches de recherche en bioinformatique. J'adore voir la biologie sous l'angle du code!

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