L'élevage sélectif fonctionne, mais une action rapide sur le climat est encore nécessaire pour sauver les récifs, rapportent LIAM LACHS, ADRIANA HUMANES et JAMES GUEST de l'Université de Newcastle
Notre groupe de recherche a élevé des coraux capables de mieux survivre aux vagues de chaleur marines. Nos travaux, désormais publiés dans Communications Nature, montre qu’il est possible d’améliorer la tolérance des coraux à la chaleur, même en une seule génération.
Nous y sommes parvenus grâce à la sélection génétique : une technique utilisée par les humains depuis des milliers d'années pour produire des animaux et des plantes aux caractéristiques désirables. La sélection génétique est la façon dont les humains ont transformé des chiens ressemblant à des loups en Saint-Bernards, en chihuahuas et en tout entre.
Aujourd'hui, la sélection sélective est considérée comme un outil de conservation de la nature, en particulier des récifs coralliens. Le laboratoire Coralassist (dont nous faisons partie) et le Centre international des récifs coralliens de Palau ont travaillé spécifiquement sur la survie des coraux aux vagues de chaleur. Nos derniers résultats sont l'aboutissement de sept années de travail.
Les vagues de chaleur marines provoquent un blanchissement massif des coraux et une mortalité massive, la période 2023-2024 étant déclarée comme la plus longue Quatrième épisode de blanchissement massif à l'échelle mondialeLes méthodes d’évolution assistée – comme la sélection sélective – visent à stimuler l’adaptation naturelle pour donner du temps aux coraux face au changement climatique.
Cependant, l’amélioration de la tolérance à la chaleur chez nos coraux sélectionnés était modeste par rapport à l’intensité des vagues de chaleur marines attendues dans le futur.
Si la sélection génétique est une solution envisageable, elle n'est pas pour autant une panacée. Il faudra néanmoins s'attaquer à la cause du blanchissement massif des coraux en réduisant les émissions de gaz à effet de serre afin d'atténuer le réchauffement et de donner aux programmes d'évolution assistée le temps de produire leurs effets.
Comment élever des coraux pour qu'ils soient résistants à la chaleur
La première étape a consisté à déterminer la tolérance à la chaleur de nombreux coraux parents potentiels sur le récif. Ensuite, nous avons choisi des individus spécifiques pour élever deux familles distinctes de descendants, sélectionnés pour leur tolérance à la chaleur élevée ou faible. Nous avons élevé ces descendants pendant trois à quatre ans jusqu'à ce qu'ils atteignent la maturité reproductive, puis nous avons testé leur tolérance à la chaleur.
Nous avons mené des essais de sélection sélective pour deux caractères différents, soit la tolérance à une exposition courte et intense à la chaleur (températures de 3.5°C au-dessus de la normale pendant dix jours) ou une exposition moins intense mais à long terme plus typique des vagues de chaleur marines naturelles (2.5°C au-dessus de la moyenne pendant un mois).
Cela nous a permis d’estimer l’héritabilité de chaque trait, la réponse à la sélection sélective et si les deux traits ont une base génétique commune.
La sélection des parents pour leur tolérance à la chaleur élevée plutôt qu’à la chaleur faible a amélioré la tolérance de leur progéniture adulte pour les deux traits testés.
L'héritabilité était d'environ 0.2 à 0.3 sur une échelle de 0 à 1, ce qui signifie qu'environ un quart de la variabilité de la tolérance à la chaleur de la progéniture était due aux gènes transmis par leurs parents. En d'autres termes, ces traits ont une base génétique substantielle sur laquelle la sélection naturelle et artificielle peut agir.
Nous mesurons le stress thermique cumulé et la tolérance en termes de semaines de réchauffement en degrés (°C-semaines), qui reflète à la fois la chaleur qu'il fait et sa durée. Étant donné la variabilité des traits identifiée dans ces coraux particuliers, la tolérance à la chaleur pourrait en théorie être améliorée d’environ 1°C par semaine en une génération.
Cependant, même ce niveau d’amélioration pourrait ne pas suffire à faire face à des vagues de chaleur de plus en plus intenses. En fonction des mesures prises pour lutter contre le changement climatique, l’intensité des vagues de chaleur devrait augmenter d’environ 100 % au cours des prochaines décennies. 3°C-semaines par décennie, plus rapide que l’amélioration obtenue dans notre étude.
Il est intéressant de noter que les coraux sélectionnés pour leur tolérance au stress élevé plutôt que faible et de courte durée n’étaient pas plus aptes à survivre à une exposition prolongée au stress thermique.
En l'absence de corrélation génétique détectée, il est plausible que ces traits soient déterminés par des ensembles de gènes indépendants, et que les coraux qui survivent bien au stress thermique intense et de courte durée ne soient pas nécessairement les meilleurs pour survivre aux vagues de chaleur marines à plus long terme.
Cela aurait des conséquences importantes, car des travaux comme celui-ci pourraient bénéficier de tests rapides et peu coûteux permettant d'identifier efficacement les colonies résistantes à la chaleur pour la reproduction. Cependant, si ces tests ne peuvent pas prédire quelles colonies de corail survivront à des vagues de chaleur d'un mois, cela représente un sérieux défi.
Intensification de la sélection sélective
Comme il est possible de sélectionner les coraux pour augmenter leur tolérance à la chaleur, l’étape suivante consiste à mener des essais à grande échelle dans la nature. Cela nécessitera probablement de déployer un nombre considérable de coraux sélectionnés, peut-être en semant directement des larves de coraux sur les récifs ou en plantant des coraux élevés dans une installation d’aquaculture.
Pour que cela fonctionne, les coraux implantés doivent devenir reproducteurs et contribuer au patrimoine génétique de la population sauvage. Réaliser cette opération à très grande échelle sera un défi, mais il ne sera peut-être pas nécessaire de reconstituer la couverture corallienne de vastes zones.
Il pourrait être suffisant de créer un réseau de centres de production larvaire moins nombreux et stratégiquement situés, contenant des coraux élevés de manière sélective à forte densité pour maximiser le succès de la fertilisation. Ces centres serviraient à ensemencer d’autres récifs et pourraient fournir des stocks de géniteurs supplémentaires pour des actions ciblées.
Il reste encore beaucoup de recherche et de développement à faire et de nombreuses questions cruciales restent sans réponse.
Combien de coraux faut-il implanter pour obtenir l'effet souhaité ? Pouvons-nous garantir qu'aucun compromis ne pourrait compromettre les populations (preuves jusqu'à présent suggère que ce n'est pas un risque important) ? Comment pouvons-nous éviter la dilution des caractères sélectionnés une fois ajoutés à la nature ? Comment pouvons-nous maximiser les réponses à la sélection ?
Étant donné le rythme du réchauffement des océans, optimisation et mise en œuvre de l'évolution assistée Il faudra que ces mesures se concrétisent rapidement pour qu’elles aient une chance de réussir, même à petite échelle. La survie des récifs coralliens dépend avant tout d’une action climatique urgente.
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LIAM LACHS, Chercheur postdoctoral en écologie et évolution du changement climatique; ADRIANA HUMANES, Chercheur postdoctoral en écologie des récifs coralliens et James Invité, Lecteur en écologie des récifs coralliens, tous à UNIVERSITÉ DE NEWCASTLE. Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.
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