La survie évolutive des récifs coralliens

Le corail et son récif 

 

Les coraux vivent en symbiose avec une algue, la zooxanthelle.

Cette association est mutuellement bénéfique pour les deux espèces, et leur donne de nombreux avantages : nutritifs, protection, … Cependant, leur association est fragile : elle peut vite se défaire sous l’augmentation d’1 à 2 °C au-dessus de la normale de la température océanique, ou autre altération de ses conditions de vie.

 

L’Anthropocène, l’aire géologique que nous vivons actuellement, marquée par l’action de l’Homme sur tous les écosystèmes, est à l’origine du réchauffement des océans et de leur acidification. Les coraux se raréfient, et beaucoup meurent.

Si des solutions telles que la colonisation de nouveaux espaces (Yamano et al., 2011; Muir et al., 2015) par les individus, ou encore la flexibilité phénotypique sont déjà connus et reconnus comme étant des mécanismes de survie évolutive, ils n’en restent pas moins limités face à la rapide détérioration des milieux de vie des coraux. Les coraux possèdent une très grande variabilité génétique. Cela permet donc à certains individus de développer des résistances à des conditions environnementales considérées comme néfastes pour la majorité des coraux. Néanmoins pour les mêmes raisons citées au-dessus, la diversité génétique de l’individu reste limitée.

 

Le chimérisme 

 

Le chimérisme, association de plusieurs génomes au sein d’un être, fait partie des particularités coralliennes importantes à leur survie et leur diversité génétique. Ce phénomène peut être observé durant les premiers stades de vie du corail, la plupart du temps à l’état larvaire. On peut donc espérer un « sauvetage évolutif » des coraux. Pour cela, et bien que les conditions exactes soient encore méconnues, il faut que leur chimérisme se fasse suffisamment fréquemment, de manière assez stable et assez adaptable pour pouvoir résister à des changements environnementaux rapides à travers les générations.

 

Selon certaines études (Raymundo and Maypa, 2004; Amar et al., 2008; Mizrahi et al., 2014), (Rinkevich, 2016), (Boschma, 1929; Barki et al., 2002), le chimérisme chez le corail serait un point clé dans le processus de sélection naturelle. En effet, une chimère possédant plusieurs ADN différents provenant des différentes lignées cellulaires dont elle est issue, agit comme un répertoire génétique, favorisant la complémentarité et la synergie des cellules. Cela a aussi pour effet de favoriser sa survie en milieu inhospitalier.

En effet le multi-chimérisme du corail (plus de deux lignées différentes) a été observé comme catalyseur de l’expansion de population ainsi que de la variation génétique, deux des variables cruciales pour qualifier un processus de survie évolutif efficace. Ce phénomène est aussi connu pour diminuer et ralentir la mauvaise adaptation aux changements climatiques ayant lieu dans le milieu naturel du corail.

Dans ce cas, la chimère représente une niche génétique bien plus diverse, lui donnant une capacité adaptative sans précédent. 

 

La chimère corallienne est douée d’une grande flexibilité (Fig.1) d’expression génique, capable de modifier de manière adaptative leur état physiologique, en fonction de l’environnement dans lequel il se trouve.

 

 

Figure 1: Chimères développées à partir de naissains co-stabilisés et fusionnés de la ramification, corail de la mer Rouge Stylophora pistillata.

(Source : Rinkevich, 2019)

 

Adaptation des récifs coralliens 

 

Le chimérisme facilite donc grandement la survie du corail lorsque son milieu naturel se trouve bouleversé. En effet certains génomes, plus adaptés à certaines difficultés environnementales se retrouveront donc exprimés en conséquence. Les génomes moins adaptés seront néanmoins conservés, car une capacité génétique qui n’est pas utile à un endroit et un moment donné le sera peut-être dans un autre environnement.

 

Le rôle de niche génétique de la chimère n’est donc pas simplement d’avoir une grande diversité génétique, mais aussi la préservation de génomes qui auraient dû disparaître par les biais de sélection naturelle (Frank et al., 1997; Barki et al., 2002; Amar et al., 2008; Amar and Rinkevich, 2010; Jiang et al., 2015). 

 

Cependant, cette diversité génétique modifie également les autres processus de survie évolutive déjà mis en jeu par le corail mais aussi par de nombreuses autres espèces de l’écosystème marin. En effet, la pluralité des génomes des coraux modifie les équilibres au sein des écosystèmes détériorés, cela peut donc favoriser un système de survie par rapport à un autre ou bien le rendre totalement inefficace. 

 

Notre compréhension même d’un système corallien est donc remise en cause. La pression des activités humaines a accéléré de manière dramatique le changement environnemental. De ce fait, de nombreuses espèces n’ont pas eu le temps de s’adapter à ces rapides changements. Le corail et tous les écosystèmes qui l’entourent pourrait donc évoluer de manière jamais imaginée jusqu’à présent.

 

Dans un futur proche, le chimérisme des coraux pourrait servir de modèle de biomimétisme dans le cadre de la restauration active des récifs coralliens détériorés. De nombreuses études doivent néanmoins être effectuées pour réellement comprendre les mécanismes mis en cause lors du chimérisme des coraux.