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Préserver les relations coraux-algues face au changement climatique

Préserver les relations coraux-algues face au changement climatique

Selon une nouvelle étude dirigée par Carnegie‘s Yixian Zhen et Minjie Hu, les cellules coralliennes étiquettent les algues amicales avant de les consommer, commençant ainsi une connexion mutuellement bénéfique. Ces données pourraient aider à orienter les futures initiatives de conservation des coraux.

Le corail Xenia doux et pulsant qui pousse dans le centre de recherche sur les coraux de Carnegie à Baltimore. Crédit d’image : Ed Hirschmugl et Navid Marvi, avec l’aimable autorisation de la Carnegie Institution for Science

Leurs conclusions ont été publiées dans la revue Microbiologie naturelle.

Les coraux sont des invertébrés marins qui produisent des exosquelettes utilisés pour construire des récifs. Cette architecture, cependant, n’est réalisable qu’en raison d’une interaction mutuellement bénéfique entre le corail et de nombreuses espèces d’algues unicellulaires appelées dinoflagellés, qui vivent à l’intérieur de cellules coralliennes individuelles.

Ces algues utilisent la photosynthèse pour transformer l’énergie solaire en nourriture, et elles partagent certains des nutriments qu’elles créent avec leurs hôtes coralliens.

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Les récifs coralliens sont extrêmement précieux en termes d’écologie, d’économie et d’esthétique. Ils fournissent de la nourriture et du tourisme à de nombreuses communautés. Cependant, l’activité humaine pèse sur ces communautés vulnérables. Le réchauffement des océans, la pollution et l’acidification ont un impact sur cette relation symbiotique.

De nombreux coraux sont particulièrement sensibles aux températures élevées. Au fur et à mesure que les océans se réchauffent, ils perdent des algues, meurent de faim en raison du manque de nutriments et meurent, un phénomène appelé blanchiment, car il laisse le squelette du corail d’un blanc fantomatique..

Minjie Hu, Institut Carnegie pour les sciences

Les scientifiques de Carnegie, dont Zheng et Hu, étudient depuis plusieurs années les mécanismes moléculaires et cellulaires sous-jacents à la symbiose corail-algues. La compréhension de ces mécanismes peut aider à développer des efforts pour prévenir le blanchissement et promouvoir la résilience des coraux.

Les chercheurs, qui comprenaient Yun Bai et Xiaobin Zheng de Carnegie, ont utilisé de puissantes technologies bioinformatiques et de biologie moléculaire pour révéler les premiers stades de la symbiose lorsque les algues sont absorbées par le corail.

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Ils ont découvert une molécule connue sous le nom de LePin, que le corail sécrète. Il est concentré dans les bouches de corail, où il peut se fixer aux algues entrantes et les étiqueter pour être absorbés dans les cellules coralliennes.

Comprendre comment les coraux indiquent quelles algues prendre est une étape importante dans la collecte d’informations qui nous aideront à atténuer le blanchissement des coraux.

Xiaobin Zheng, Institut Carnegie pour les sciences

LePin se trouve dans les coraux mous, les coraux durs et les anémones qui vivent en symbiose avec les algues, ce qui suggère qu’il pourrait être une cible viable pour les efforts visant à modifier génétiquement les coraux à risque afin d’augmenter leur résistance face à la hausse des températures.

Une meilleure compréhension de LePin pourrait nous permettre de différencier la façon dont certaines espèces de coraux sont mieux à même d’identifier et d’absorber les algues résistantes à la chaleur que d’autres. Une fois isolées, les séquences LePin capables d’identifier des algues plus résistantes et plus résistantes à la chaleur pourraient être transplantées dans des populations de coraux vulnérables afin de réduire les événements de blanchissement..

Xiaobin Zheng, Institut Carnegie pour les sciences

Zheng était l’un des 15 scientifiques choisis en 2020 pour recevoir une subvention très compétitive de la Fondation Gordon et Betty Moore pour poursuivre des recherches sur la symbiose dans les systèmes aquatiques. Elle a développé l’histoire de longue date du développement d’organismes modèles de Carnegie pour mieux comprendre les fondements moléculaires de l’endosymbiose corallienne.

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Ces efforts démontrent comment les approches biomédicales actuelles peuvent être utilisées pour répondre aux préoccupations écologiques urgentes, une priorité de recherche pour Carnegie.

L’étude a été financée par la Fondation Gordon et Betty Moore.

Référence de la revue

Hum., et al. (2023). Endosymbiose corail-algue caractérisée à l’aide d’ARNi et d’ARN-seq. Microbiologie naturelle. doi.org/10.1038/s41564-023-01397-9.

Source:

2023-05-23 16:25:00
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