Selon une nouvelle étude, l’un des coraux de construction de récifs les plus importants et les plus répandus, connu sous le nom de corail de chou-fleur, présente de solides partenariats avec certaines espèces d’algues symbiotiques, et ces relations ont persisté pendant des périodes de fluctuations climatiques intenses au cours des 1,5 million d’années. dirigé par des chercheurs de Penn State. Les résultats suggèrent que ces coraux et leurs algues symbiotiques pourraient avoir la capacité de s’adapter aux augmentations modernes du réchauffement des océans, au moins au cours des prochaines décennies.
Les coraux de chou-fleur – qui appartiennent au genre Pocillopora – sont des coraux ramifiés qui fournissent un habitat essentiel à un quart des poissons du monde et à de nombreux types d’invertébrés, tels que les homards, les oursins et les palourdes géantes. Ils sont communs dans tout l’Indo-Pacifique – la région qui s’étend de l’Afrique orientale, du nord à l’Inde et à l’Asie du Sud-Est, à travers l’Australie et englobant Hawaï – et sont capables de dispersion à longue distance et de croissance rapide, ce qui en fait l’une des premières espèces à repeupler les récifs endommagés par les typhons et les événements de blanchissement et de mortalité massifs des coraux.
« Nous avons constaté que Pocillopora a maintenu une relation étroite avec certaines espèces d’algues du genre Cladocopium au cours d’oscillations répétées du climat terrestre », a déclaré Todd LaJeunesse, professeur de biologie à Penn State. « Nos résultats renforcent la stabilité et la résilience de ces relations au fil du temps. »
LaJeunesse a expliqué que les coraux comprennent des centaines à des centaines de milliers d’animaux individuels, appelés polypes. De minuscules algues unicellulaires, appelées dinoflagellés, vivent à l’intérieur des tissus de ces polypes, donnant aux coraux leur couleur et fournissant aux animaux jusqu’à 90% de leurs besoins énergétiques grâce aux produits de la photosynthèse. Ces dinoflagellés influencent considérablement la capacité des coraux à faire face aux facteurs de stress environnementaux.
Depuis deux décennies, LaJeunesse et ses collègues collectent des échantillons de coraux du monde entier, en utilisant des techniques de génétique moléculaire pour identifier les espèces de corail et d’algues, documentant la spécificité des partenariats (certaines espèces d’algues sont très spécifiques à certaines espèces de corail , tandis que d’autres sont généralistes et peuvent s’associer à de nombreux types de coraux différents) et déterminer comment ces partenariats ont changé au cours de l’histoire de l’évolution.
« Des découvertes biologiques importantes sont plus probables lorsque l’on travaille avec une résolution précise des espèces – dans ce cas, à la fois pour les coraux et les dinoflagellés », a déclaré LaJeunesse. « La recherche sur la biologie des coraux photosynthétiques a été entravée par un manque de bonne résolution taxonomique. Notre travail sur la résolution de ces espèces est très détaillé et actuellement parmi les plus sophistiqués. »
L’équipe a utilisé une combinaison de techniques génétiques, écologiques et morphologiques – l’apparence extérieure d’un organisme – pour examiner le cladocopium associé à Pocillopora. Plus précisément, ils se sont appuyés sur une variété de marqueurs génétiques – ou des séquences d’ADN avec des emplacements connus sur les chromosomes – pour déterminer les identités génétiques de l’espèce. Ils ont également utilisé un microscope pour visualiser et imager les cellules Cladocopium. Les résultats publiés le 20 mai dans le Journal ISME, le journal officiel de la Société internationale pour l’écologie microbienne.
«Grâce à cette recherche, nous savons maintenant que Cladocopium, le genre le plus commun de symbiotes coralliens, comprend des centaines d’espèces», a déclaré Kira Turnham, étudiante diplômée en biologie, Penn State. « Nous avons pu identifier et décrire deux espèces, que nous avons nommées Cladocopium latusorum et Cladocopium pacificum, et grâce à cette résolution, nous avons pu déduire l’âge de leurs partenariats et leur importance unique pour des coraux hôtes spécifiques. »
Ensuite, l’équipe a examiné si Cladocopium provenant de populations géographiquement dispersées de Pocillopora était isolé sur le plan de la reproduction ou présentait une connectivité. Ils ont constaté que les populations des deux espèces, comme leurs hôtes Pocillopora, sont génétiquement bien connectées dans l’océan Pacifique tropical et subtropical, ce qui indique une capacité de dispersion à longue distance.
Par exemple, Turnham a déclaré: « Cladocopium latusorum s’étend sur les océans Indien et Pacifique – des rives orientales de la Tanzanie au Triangle de corail, en passant par la Grande Barrière de Corail en Australie et au Panama. Cette connectivité entre les populations de différents endroits peut contribuer à la résilience de ces derniers. espèces menacées d’extinction ou d’extinction. «
Pour déterminer l’âge des partenariats, les chercheurs ont utilisé une «horloge moléculaire» – une analyse qui évalue la divergence des séquences d’ADN au fil du temps – pour estimer le moment où les deux espèces de Cladocopium ont divergé de leur ancêtre commun. Ils ont découvert que l’espèce est apparue de la fin du Pliocène au début du Pléistocène, à une époque où leur hôte corallien formait également de nouvelles espèces.
« On a beaucoup parlé de la capacité des coraux à mélanger leurs espèces de dinoflagellés pour améliorer leur capacité à résister au réchauffement climatique », a déclaré LaJeunesse. « Bien que cela puisse être vrai, la plupart des coraux ont un assortiment très limité d’espèces avec lesquelles ils peuvent s’associer. Nous avons montré qu’avec ce nombre limité de symbiotes compatibles, Pocillopora a été en mesure de faire face à des changements climatiques majeurs chaque 100 000 ans depuis 1 à 2 millions d’années. «
Turnham a noté que malgré leur persistance dans le temps, la nature stricte de la relation entre Pocillopora et Cladocopium peut limiter leur capacité à évoluer en réponse à un réchauffement accru par rapport aux coraux qui peuvent s’associer à des dinoflagellés plus tolérants thermiquement.
« En fin de compte », a-t-elle déclaré, « les vastes distributions géographiques et l’âge géologique de ces combinaisons et d’autres combinaisons coraux-algues doivent être pris en compte dans la prévision de leur réponse au réchauffement des océans et guider les décisions lors de la planification de leur conservation. »
La National Science Foundation, Australian Biological Resources Study, la Society of Systematic Biologists et Penn State ont soutenu cette recherche.
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