Une algue au secours des coraux

Ce n’est plus un secret : le changement climatique fait des ravages sur les océans, et notamment sur les récifs coralliens. Suite aux différents épisodes d’augmentation des températures océaniques, nous avons perdu près de la moitié de la Grande Barrière de Corail en Australie. 

Les coraux sont des organismes très anciens, qui ont une capacité adaptative. Cependant, le rapprochement des épisodes thermiques extrêmes ne leur permet pas de faire face à ces changements. Les scientifiques tentent donc de trouver des solutions efficaces pour permettre à ces organismes de développer leur adaptation, en augmentant leur résilience.  

Le symbiote, un élément clé dans le processus de blanchissement 

Pour rappel, le corail vit en symbiose avec une algue. Lorsque le corail blanchit, il considère l’algue comme une menace, et l’expulse. Si le stress perdure, cela va entraîner la mort du corail. De nombreuses études ont démontré que la tolérance thermique corallienne est dépendante de la tolérance physiologique de son algue symbiotique. 

Buerger et son équipe, ont donc décidé de focaliser leur étude sur l’augmentation de la tolérance thermique du symbiote. Pour cela, ils ont utilisé 10 souches clones d’une algue symbiotique de coraux bâtisseurs de récifs et les ont exposées à une température de 31°C pendant 4 ans.

La fin de la période d’incubation (basée sur le nombre de reproductions asexuées) est suivie par une période de réacclimatation à une température considérée normale. Ils ont par la suite analysé la résilience thermique des algues hautes températures (SS1 à SS10), et des algues de référence (WT1 et WT2) grâce à différents paramètres tels que la densité cellulaire ou encore la capacité photosynthétique. 

Ces éléments ont permis à l’équipe de constater que les algues SS1 à SS10 ont une meilleure résistance à la hausse des températures. En effet, les algues modifiées montrent une augmentation de 66% de la densité cellulaire, alors que les algues de référence montrent une décroissance de 79%. De même le stress photosynthétique reste assez minime chez les algues SS, contrairement aux algues contrôle qui ont connu une inhibition de leur capacité photosynthétique. 

Du symbiote au corail 

L’excès de dérivés réactifs d’oxygène provenant de l’algue symbiotique peut causer un blanchissement chez le corail. De ce fait, afin de tester la tolérance au blanchissement, l’équipe de Buerger a vérifié le taux de sécrétion des souches d’algues SS et WT. 

Les résultats montrent une sécrétion réduite chez les algues hautes températures, avançant donc l’hypothèse que ces symbiotes augmenteraient la tolérance au blanchissement des coraux. (Fig.1)

Figure 1 : Taux de dérivés réactifs d’oxygène sécrétés dans milieu de culture après 21 jours d’incubation, mesuré par fluorescence, et normalisé au nombre cellulaire. 

Afin de démontrer cela, l’équipe a décidé d’inoculer les souches d’algues à des coraux en stade larvaire, avant de les exposer à un stress thermique et observer leur comportement. 

La tolérance au blanchissement a été mesurée en se basant sur deux paramètres : stabilité ou augmentation de la densité algale et absence de stress photochimique. (Fig. 2)

3 des souches SS ont montré une augmentation moyenne de 26% de la densité algale, alors que les souches contrôle ont montré une perte de leur symbiote de 61% et 30%. 

Figure 2. : Taux de densité cellulaire par larve corallienne (A) et stress photochimique basé sur le rendement quantique maximal du photosystème II. (B)

Et la génétique ? 

Afin de comprendre ces différences de résistance thermique, Buerger et son équipe ont donc décidé de regarder les profils génétiques de certaines des souches étudiées. Les profils génétiques des larves coralliennes étaient distincts les uns des autres mais liés à la souche qu’ils habitaient. 

La tolérance au blanchissement est augmentée grâce à différents paramètres comme l’augmentation des enzymes associés au cycle de Calvin, présentes notamment dans une des souches précédemment validées. 

Leur étude a montré ainsi que les différences observées sont dues à des mutations somatiques ou changements épigénétiques ayant eu lieu pendant les 4 années d’incubation à 31°C. 

Un avenir pour la restauration ? 

Ces 4 ans d’études ont permis de mettre en avant une augmentation de la tolérance thermique d’une population algale, avec une croissance cellulaire et une activité photosynthétique identifiées. Cependant, les optimums de croissance sont maintenus à température ambiante. Une exposition à long terme des symbiotes à la chaleur, puis une réintroduction dans l’hôte corallien serait donc un moyen d’augmenter la tolérance thermique des coraux. 

Les épisodes de stress thermique océanique restent des phénomènes bien distincts, ouvrant donc la possibilité d’utiliser ce type de souches résistantes dans la restauration corallienne, afin d’augmenter la résilience des coraux face aux changements climatiques. 

Cependant, de nombreuses études sont encore à mener, notamment sur la stabilité temporelle des algues à haute résistance thermique, avant de pouvoir introduire ces algues dans les protocoles de restauration.