Comment le changement climatique menace la diversité cachée des écosystèmes aquatiques

Comme les vagues de chaleur sur terre que nous connaissons tous, canicules marines sont en train d’être amplifié par le changement climatique. Ces phénomènes d’eaux extrêmement chaudes ont a donné lieu à certains des impacts les plus catastrophiques du changement climatique et constituent désormais une menace majeure pour la vie océanique.

Les récifs coralliens, qui sont abritent un quart de toute la vie dans l’océan, sont les plus vulnérables. Il s’agit d’une situation désastreuse, compte tenu du grand nombre de personnes qui dépendent des récifs coralliens pour leur subsistance et leurs moyens de subsistance.

Alors que le changement climatique pousse les coraux au-delà de leurs limites, une question clé est la suivante : pourquoi les différents coraux varient dans leur sensibilité aux eaux chaudes.

Dans notre nouvelle étude en Avancées scientifiques, nous avons examiné la génétique de centaines de coraux individuels lors de la vague de chaleur provoquée par El Niño en 2015-2016. Nos résultats suggèrent que les vagues de chaleur ont des impacts cachés sur la composition génétique des coraux constructeurs de récifs. Comprendre cela pourrait aider les scientifiques à renforcer la résilience des récifs face aux futures vagues de chaleur.

Pousser les coraux hors de leur zone de confort

Les coraux sont très adapté à la température de leurs eaux locales, avec des températures même 1 C plus chaudes que la normale les poussant hors de leur zone de confort.

Eau inhabituellement chaude perturbe la relation vitale entre les coraux durs (les constructeurs de récifs) et leurs partenaires symbiotiques, des algues microscopiques qui fournissent de la nourriture aux coraux. Cela provoque le blanchissement des coraux et, dans de nombreux cas, la mortalité.

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La vague de chaleur tropicale sur notre site d’étude dans l’océan Pacifique central, Kiritimati (île Christmas), a duré dix mois, un record mondial. Cela a conduit à un blanchissement important des coraux, offrant ainsi l’occasion de déterminer pourquoi certains coraux sont morts et d’autres ont survécu.

Diversité cryptique au sein d’une espèce de corail répandue

Nous nous sommes concentrés sur le corail lobé très répandu (Porites lobata). Cette espèce fait partie des coraux les plus tolérants à la chaleur, et malgré près de 90 pour cent de toute la couverture corallienne est perdue à Kiritimati, plus de la moitié des coraux lobés ont survécu.

En fait, certains Porites les colonies ne blanchissaient pas du tout.

Pourquoi?

À l’aide d’outils génomiques, nous avons identifié trois types distincts de Porites lobata sur Kiritimati. Ces lignées, qui peuvent représenter des espèces distinctes, sont indiscernables à l’œil nu mais génétiquement différentes.

Cette biodiversité est connue sous le nom de « diversité cryptique » ou « diversité cachée ». Bien que la diversité cryptique soit répandue parmi les coraux, ses implications écologiques restent floues.

Les vagues de chaleur marine menacent une diversité énigmatique

Nous avons découvert qu’une lignée génétique de Porites était très sensible à la canicule : seulement 15 pour cent de ses colonies ont survécu contre 50 à 60 pour cent dans les autres lignées. Ainsi, même chez un corail largement considéré comme tolérant au stress, les vagues de chaleur peuvent avoir des impacts cachés, menaçant une diversité invisible à l’œil nu.

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Si les futures vagues de chaleur marines continuent d’avoir des effets similaires, des génotypes sensibles comme celui-ci pourraient éventuellement disparaître complètement, réduisant ainsi la diversité génétique des récifs coralliens.

Parce que le métissage entre lignées et espèces cryptiques peut offrir une voie potentielle pour une adaptation futureles pertes de diversité génétique pourraient aggraver encore un problème grave en limitant l’adaptation future aux environnements changeants.

Une rupture forcée

Alors pourquoi Porites les lignées de Kiritimati diffèrent-elles en termes de survie ?

Une hypothèse est qu’ils abritent des partenaires symbiotiques présentant des sensibilités thermiques différentes. À l’aide du métabarcoding, une technique qui tente d’identifier tout ce qui vit dans le tissu corallien, nous avons identifié quels symbiotes étaient associés à quels coraux avant, pendant et après la canicule.

Nous avons constaté que la distinction Porites les lignées avaient des partenariats différents avant la canicule. Porites les espèces transmettent leurs symbiotes de d’une génération à l’autre et donc ces relations sont probablement nées sur plusieurs générations.

Cependant, à la fin de la canicule, l’un des Porites les algues partenaires uniques avaient été pratiquement éliminées. Les survivants de toutes les lignées avaient des symbiotes similaires, ce qui suggère que les relations spécialisées entre les partenaires avaient été perdues sous des températures extrêmes.

Ainsi, non seulement une lignée de corail cryptique était au bord de l’extinction locale, mais sa relation symbiotique spécialisée avait également été rompue de force.

Implications pour la conservation des récifs coralliens

En raison du changement climatique et d’autres menaces, nous vivons actuellement une crise de la biodiversité. Nos résultats soulignent que cette crise s’étend au-delà de ce que l’on peut voir.

Les espèces énigmatiques occupent souvent des niches écologiques uniques et jouent des rôles spécifiques au sein des écosystèmes. Découvrir ces différences cachées peut améliorer notre compréhension du fonctionnement des écosystèmes. Mais il est inquiétant de constater que nous risquons de perdre cette diversité essentielle avant même qu’elle ne soit découverte.

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La poursuite de l’étude de la diversité cryptique pourrait s’avérer essentielle à la construction d’écosystèmes résilients au changement climatique. Utiliser des lignées cryptiques tolérantes à la chaleur dans approches de restaurationpar exemple, pourrait contribuer à rendre les récifs plus tolérants au réchauffement futur.

Finalement, les émissions de gaz à effet de serre doivent être rapidement réduites pour freiner le réchauffement planétaire. Bien que les efforts ciblés visant à protéger les récifs coralliens contre le changement climatique puissent gagner un temps limité, les vagues de chaleur actuelles qui recouvrent les océans du monde soulignent que l’océan devient tout simplement trop chaud pour les coraux et que nous devons agir rapidement pour atténuer les dégâts.