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Un sous-ensemble de coraux présentant une coloration saine au début de l’essai de stress thermique après le contrôle en laboratoire ou le traitement à température variable. Des photos comme celle-ci ont été prises quotidiennement afin de suivre la progression du blanchiment pendant l’essai de stress thermique. Crédit : Amanda Kirkland
Les chercheurs appliquent un traitement de température stressante à des coraux de laboratoire pour renforcer leur tolérance à la chaleur.
Une nouvelle étude menée par des chercheurs de la Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science de l’Université de Miami (UM) a révélé que les coraux ayant subi un traitement thermique stressant en laboratoire pendant 90 jours étaient plus tolérants à l’augmentation de la température de l’eau.
Ces résultats offrent aux scientifiques chargés de la restauration des coraux une nouvelle approche permettant d’augmenter le taux de réussite de la plantation de coraux staghorn élevés en pépinière sur des récifs dégradés, alors que le changement climatique continue de réchauffer les températures des océans, entraînant des épisodes de blanchiment des coraux plus fréquents. Corail staghorn (Acropora cervicornis) s’est éteint dans tout le sud de la Floride et dans les Caraïbes, et figure sur la liste des espèces “menacées” de l’Endangered Species Act.
Alors que les expériences précédentes de “renforcement du stress” sur les coraux ont utilisé des expositions à des températures à court terme, l’équipe de l’école Rosenstiel de l’UM a évalué l’effet d’un traitement variable à long terme où les températures atteignent un niveau de stress pendant une brève période de temps, deux fois par jour.
Ce régime d'”entraînement” s’apparente à la préparation d’un athlète pour une course”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Allyson DeMerlis, doctorante à la UM Rosenstiel School. “Nous avons pu démontrer que ce traitement thermique peut renforcer la résistance des coraux au stress thermique.”
Le corail Staghorn (Acropora cervicornis) maintenu dans un aquarium du laboratoire expérimental sur les récifs. Crédit : Allyson DeMerlis
Pour mener à bien l’expérience, DeMerlis et des scientifiques du Laboratoire océanographique et météorologique de l’Atlantique de la National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) et du Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies de l’UM, ont collecté des fragments de corail provenant de six individus génétiques distincts de corail staghorn des Caraïbes de la pépinière de corail Rescue a Reef de la Rosenstiel School de l’UM et les ont répartis au hasard dans l’un des trois groupes suivants : (1) contrôle sur le terrain, (2) contrôle en laboratoire, et (3) traitement à température variable. Le contrôle en laboratoire et les coraux traités à température variable ont été soumis à une période de traitement de trois mois au cours de laquelle les contrôles en laboratoire ont été maintenus à une température constante de 28 degrés Celsius while the variable temperature regime corals were subjected to fluctuating temperatures between 28 to 31 degrees Celsius, twice daily for three months.
The scientists then measured bleaching progression photographically as well as the number of days that a coral endured thermal stress before bleaching. They found that the variable temperature treatment significantly improved coral endurance in thermal stress, on the order of several days, in comparison to the untreated corals. In addition, they found that untreated corals were more likely to quickly succumb to disease-like signs of tissue loss.
The findings demonstrate the benefit of using a variable temperature treatment in the laboratory setting for maintaining staghorn coral over the traditional static temperatures. This may be translated in the field for restoration practitioners, specifically for identifying locations where their coral nurseries and outplanting sites can be exposed to more fluctuating temperatures.
“We have unfortunately reached the point where active intervention and restoration are necessary to ensure that valuable coral reefs are able to persist for generations to come,” said Ian Enochs, senior author of the study, a coral scientist at NOAA’s Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory, Ocean Chemistry and Ecosystems Division. “We want to increase the efficiency and efficacy of these efforts, and ultimately ensure that the corals that are placed back out on a reef have the greatest chance of enduring the stressful conditions they will face in the future.”
“Our findings bring a glimmer of hope to the uncertain future of corals, as we identified a treatment in which we can enhance their tolerance to heat stress,” said DeMerlis.
Reference: “Pre-exposure to a variable temperature treatment improves the response of Acropora cervicornis to acute thermal stress” by Allyson DeMerlis, Amanda Kirkland, Madeline L. Kaufman, Anderson B. Mayfield, Nathan Formel, Graham Kolodziej, Derek P. Manzello, Diego Lirman, Nikki Traylor-Knowles and Ian C. Enochs, 23 February 2022, Coral Reefs.
DOI: 10.1007/s00338-022-02232-z
The study, titled “Pre-exposure to a variable temperature treatment improves the response of Acropora cervicornis to acute thermal stress,” was published on February 23 in the journal Coral Reefs. The study’s authors include: Allyson DeMerlis, Madeline Kaufman, Diego Lirman and Nikki Traylor-Knowles from the UM Rosenstiel School; Amanda Kirkland from the University of New Orleans; Anderson Mayfield, Nathan Formel and Graham Kolodziej from UM’s Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies, Ian Enochs from NOAA’s Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory, Ocean Chemistry and Ecosystems Division; and Derek Manzello NOAA’s Coral Reef Watch, Center for Satellite Applications and Research, Satellite Oceanography and Climatology Division.
The study was supported by a grant from the NOAA Coral Reef Conservation Program.
