Qu’est-ce que le blanchissement des récifs coralliens ?

Les récifs coralliens sont des hotspots de biodiversité et occupe seulement 0,1% des océans du monde entier. Pourtant ils regroupent plus de 25% de la biodiversité marine ce qui en fait des zones très denses de vies avec un fort intérêt socio-économique. Les coraux se développent dans des eaux chaudes ayant une tolérance thermique variant de 21 à 29°C, et se trouvent dans les 50 premiers mètres de la colonne d’eau. Ces récifs subissent de nombreux impact très néfaste pour leur survie dû aux activités humaines de manière général. On ne connaît pas vraiment les conséquences que pourrait avoir leur disparition, mais les récifs ont une importance cruciale dans la régulation de la vie des océans mondiaux. L’humanité à un besoin inévitable de la vie marine en général et donc que toute « la machine » océanique fonctionne comme il faut pour la survie des populations.

Les récifs coralliens de nos jours

Les récifs1 coralliens subissent directement les effets du changement global et ont déjà connu trois épisodes mondiaux de blanchissement. Les premiers épisodes de blanchissement ont été observé à la fin des années 90 suite à un phénomène très marqué d’El Niño. Ce phénomène entraîne le déplacement des eaux chaudes du Pacifique Ouest sur les côtes Américaines et impacte les écosystèmes récifaux car la température devient anormalement élevée.

Récif de corail brun dans la mer. On peux y voir une vie foisonnante et une très faible profondeur qui est caractéristique de la majorité des récifs coralliens. Photo : Francesco Ungaro.

Ces premiers épisodes de blanchissement avaient causé la perte irrémédiable de 16 % des récifs mondiaux. Plus le temps passe plus les épisodes de blanchissement sont fréquents et durent plus longtemps. L’épisode de blanchissements le plus long a duré trois ans entre 2014 et 2017 et fut l’un des plus destructeurs s’étant jamais produit. Cet épisode a été un désastre pour les écosystèmes, ayant provoqué une réduction de plus de 70% des récifs coralliens du monde entier. A la fin des années 90, la hausse de la température moyenne de l’eau était de 0,3 à 0,5 °C alors qu’aujourd’hui la températures de l’eau de mer peut être de 1 à 2 °C supplémentaires en moyenne.

Les récifs coralliens permettent le bon maintien des écosystèmes marins mondiaux mais sont tout aussi utiles pour notre société. En effet, la vie foisonnante permet de subvenir aux besoins de plus d’un milliard de personnes. Ces dernières années 20 % des coraux ont été détruits et le sont de façon définitive. Les scientifiques et les prévisions estiment que 50 % supplémentaires des coraux seront menacés d’ici trente à cinquante ans suite aux perturbations environnementales et à l’impact des activités humaines.

Un récif corallien d’Acropora à Chuuk, en Micronésie, présente diverses espèces de ces coraux à branches dures. Ce récif représente bien l’état actuel des récifs dans le monde car on peux y voir des colonies colorées en bonne santé à coté de colonies blanchies. Photo : David Burdick, NOAA.

Cet écosystème est donc fortement menacé par les changements à venir et sa perte aurait un impact néfaste sur l’océan global mais aussi sur notre qualité de vie.

Qu’est ce que le corail ?

Les coraux appartiennent à l’embranchement des cnidaires (le même que les méduses et les anémones) et possèdent un squelette composé de carbonate de calcium (CaCO3), sur lequel sont positionnés des polypes contenant des microalgues endosymbiotiques. Le squelette se forme grâce à la précipitation du carbone contenu dans l’océan en utilisant en partie le CO2. Un fois précipité le carbone peut se trouver sous deux formes : l’aragonite et la calcite.

Les coraux tropicaux appartenant à la sous-classe des Hexacoralliaires, produisent un squelette en aragonite, tandis que les coraux de la sous-classe des Octocoralliaires produisent des structures minéralisées en calcite. Quand aux polypes2, ils sont essentiels à la capture des nutriments pour maintenir en vie le corail et participent aussi à la construction du squelette.

La productivité des polypes dépend en grande partie de la disponibilité de l’azote qui est le nutriment limitant3 immédiat pour la production primaire (photosynthèse) fournissant l’énergie nécessaire pour vivre.

Les coraux sont des ingénieurs d’écosystème, c’est à dire qu’ils modifient leur milieu au travers de leur structure. Ils hébergent notamment une microalgue unicellulaire (Dinoflagé) appelé Symbiodinium4 ou « Zooxanthelles ». Ce sont ces petites algues vivants dans les polypes qui donnent les couleurs chatoyantes aux coraux.

Schéma simplifié de la physiologie des coraux sur une Acropora. Avec un zoom sur les polypes et les cellules du corail. Photos et illustrations : MDC Seamarc Maldives, Aquarium Tropical du Plais de la Porte Dorée, NOAA. Modifié par Matéo Fernandes.

Les polypes et les Symbiodynium ont un effet bénéfique réciproque, c’est ce qu’on appelle une symbiose mutualiste. Le corail fournit une protection ainsi que les éléments nutritionnels nécessaires à la photosynthèse comme l’azote et le phosphate pour la microalgue. En retour le Symbiodinium va fournir des produits organiques issus de la photosynthèse, tels que du glucose ou encore des acides aminés. Ces composés sont utilisés pour fabriquer des protéines afin de synthétiser leur squelette en carbonate de calcium.

Les coraux fournissent un grand nombre de biens et de services écosystémiques notamment par la filtration de l’eau afin d’absorber les nutriments et de les transformer en d’autres composés qui seront utilisés par les autres individus de la chaîne alimentaire.

Les récifs sont donc très importants dans le milieu marin et ont aussi leur utilité sur terre. En effet ils fournissent une protection côtière en formant une barrière physique absorbant de façon efficace l’énergie mécanique provenant des vagues et réduisent considérablement les dommages sur les écosystèmes et les installations humaines.

blanchissement : attention la température monte !

Beaucoup de facteurs impacts la vitalité des récifs coralliens et jouent des rôles cruciaux dans le maintien des organismes. Mais lorsque certains paramètres sont modifiés dans l’eau de mer cela va impacter les récifs. Les facteurs les plus importants dans la survie des coraux sont : la température, la teneur en oxygène dans l’eau, la salinité , et la concentration de CO2.

La température est le facteur majeur provoquant le blanchissement des récifs coralliens. Lorsqu’une perturbation thermique a lieu, que sont amplitude est élevée et sur une longue période, cela va entraîner le dépassement d’un seuil de résistance appelé seuil d’inertie. Ce seuil est la limite maximale de température dans laquelle le corail va pouvoir vivre. Ce dernier est différent selon les espèces, la profondeur et la durée du stress thermique.

Lorsque la température maximale acceptable par les polypes est trop longuement dépassée les polypes vont expulser les micro-algues (Symbiodinium) et le corail va devenir blanc car ce sont elles qui donnent la couleur au corail. Ainsi, en perdant ces symbiotes la vitalité du corail est mise à rude épreuve car il n’y a plus de symbiose.

Photo d’Acoropora sp. blanchi. Les Symbiodinium ont quasiment été éjecté dans leur intégralité laissant à nu le squelette de cette individu. Photo : Vardhan Patankar.

Quand il y a expulsion de ces algues la plupart des coraux risquent de mourir car les polypes n’ont plus les nutriments nécessaires pour s’alimenter et subvenir à leurs besoins et sont donc très vulnérables au moindre changement.

Le deuxième facteur néfaste allant de paire avec l’augmentation des températures est l’augmentation du CO2 lié aux activités humaines qui augmentent de manière exponentielle. L’océan mondial pompe plus d’un quart des émissions de CO2 ce qui équivaut à environ 4 kg de CO2 absorbé par jour et par personne, globalement cela représente plus de 22 millions de tonnes pompées par jour.

Lorsque le CO2 est en grande concentration cela entraîne une diminution du pH et va rendre l’océan plus acide. Le pH standard de l’océan est d’environ 8,2 mais les activités humaines provoquent d’ores et déjà une acidification de l’océan en faisant passer le pH à environ 8. Cette perte de 0,2 sur le pH semble anodine mais a déjà un impact sur la vie marine et cela ne risque pas de s’améliorer avec le temps si rien n’est fait dès maintenant.

On pourrait croire que plus il y a de carbone plus il sera facile pour le corail de faire son squelette. Au contraire, lorsque le milieu est plus acide, créer un squelette en carbonate de calcium devient plus difficile. L’augmentation des rejets de CO2 provoque donc une baisse de la précipitation des squelettes de corail mais aussi des animaux fabriquant des coquilles par exemple. Les augmentations de CO2 provoquent donc une acidification et l’augmentation de l’effet de serre créant des changements brutaux de la température. Ces deux facteurs vont de paires mais ne sont malheureusement pas les seuls à menacer les récifs.

L’oxygène (O2) est un élément essentiel à la vie sur terre mais cet élément peut parfois venir à manquer et créer des zones appelées « zones mortes ». Dans les récifs coralliens le manque d’oxygène peux venir d’une trop forte température de l’eau qui va créer des couches très chaudes en surface qui ne se mélangent pas avec les couches inférieures plus froides. De ce fait l’oxygène provenant de l’atmosphère reste bloqué en surface car il n’y a plus d’échanges entre les couches chaudes et froides. Cela provoque des zones anoxiques5 qui sont très impactantes pour la vie marine et les coraux.

La surpêche est aussi une des causes de la diminution de la teneur en O2 dans l’océan car la diminution des populations de poissons va provoquer un forte augmentation de la quantité de zooplancton qui ne sera plus mangée et donc va proliférer en consommant d’énormes quantité d’oxygène. Ainsi avec les périodes d’anoxies ajoutées à de fortes augmentations de température et une acidité augmentant petit à petit, les coraux font face à de nombreux stress quasi permanents.

Corail mou Heteroxenia fuscescens. Photo : Derek Keats.

Les impacts cités sont les plus connus mais la liste des menaces sur les récifs coralliens provoquant des blanchissements est encore longue dont voici quelques exemples :

  • Les infections bactériennes ;
  • Les marées basses extrêmes et une émersion prolongée ;
  • La pêche au cyanure ( Asie du Sud-Est.) ;
  • Les polluants tels que l’oxybenzone, le butylparaben, le méthoxycinnamate d’octyle ou l’enzacamène : quatre des ingrédients les plus courants dans les crêmes solaires ;
  • L’exposition à des déversements de pétrole ou d’autres produits chimiques .

Les récifs coralliens sont souvent apparentés à des îles paradisiaques de l’hémisphère sud entre lagons et cocotiers, mais la France avec la mer Méditerranée est un véritable oasis de biodiversité et contient elle aussi des coraux et des cousins très proches : les gorgones.

Des coraux mous tels que les madrépores solitaires jaune, ainsi que les alcyonacés, sont dépourvus de squelette calcaire et vont se gonfler d’eau pour faire «fleurir » les polypes. Ces espèces molles sont donc moins menacées par l’acidification par exemple mais subissent tout de même les effets de l’augmentation de la température.

Une des espèces endémiques marines phare de la Méditerranées est le fameux corail rouge (Corallium rubrum) tant utilisé en bijouterie. Malgré son nom, celui-ci est en réalité une gorgone qui est une classe plus ou moins proches des coraux au cours de l’évolution.

Le bassin méditerranéen avec son climat particulier n’échappe pas au changement global et à toutes les pressions anthropiques sur la vie marine. Les changements climatiques impactent même un peu plus rapidement la Méditerranée car c’est une mer quasi fermée qui se réchauffe très rapidement. On parle souvent de tropicalisation de la Méditerranée car elle peut avoir des températures étant proche de 30°C comme dans des eaux tropicales.

A) Paroi couverte de corail rouge (Corallium rubrum) dans le Parc National des Calanques. B) Détail des polypes du corail rouge. Photos : Arnaud Abadie.

Cette augmentation vous l’aurez compris impacte les coraux mais va aussi permettre à des espèces invasives venant de zones chaudes de survivre dans des zones qui se réchauffent lentement. Ces espèces venant d’autres mers peuvent être néfastes pour la biodiversité et provoquer l’effondrement d’un écosystème de récifs coralliens par exemple. Les humains, et la vie en général, ont connu et connaissent toujours des épidémies. Les coraux n’échappent pas à la règle et peuvent être affectés par des virus provoquant des maladies.

Ces virus vont agir comme des agents de blanchissement et attaquer directement les Symbiodimium présent dans les polypes par exemple. Souvent très infectieux pendant des périodes chaudes où le corail est affaibli par ce stress thermique, il n’aura pas les capacités nécessaires pour se défendre face aux attaques virales. Il existe donc différents syndromes dû à différents types de virus, le syndrome le plus connu est appelé : « Syndrome de la bande blanche ». Parfois le corail va pouvoir se rétablir et parfois la bande blanche va se propager de plus en plus jusqu’à blanchir un individu entier ou une colonie entière.

Apparence des spécimens de coraux aux stades sain et infecté : (A) maladie des bandes noires, (B) maladie des bandes blanches, (C) maladie des plaques blanches, (D) maladie des taches jaunes. Source : Wuttichai et al. (2019).

Les récifs coralliens permettent de protéger les côtes de l’érosion, de maintenir des niveaux d’azote réguliers dans l’océan, servent de marqueurs climatiques par leur longévité. Ils fournissent aussi des services récréatifs et commerciaux liés indirectement autour des récifs qui nourrissent des millions de personnes et font marcher l’économie de certains pays de par leur attraction touristique.

Il est donc important d’être conscient de la pression que nous faisons subir à ces organismes même si nous n’y sommes pas confrontés tous les jours. Il faut donc essayer de réduire au maximum les rejets de dioxyde de carbone (CO2) pour avoir des récifs coralliens qui puissent survivre au maximum. De plus en plus de projets scientifiques voient le jour sur des axes de préservation, de conservation et de restauration en collaboration avec des associations qui se battent pour pouvoir ramener de la vie et de l’espoir dans certaines zones récifales très endommagées.

Zoom sur des polypes sains et malades au microscope à balayage. On voit très nettement que les Symbiodinium ont disparus des polypes dans les coraux blanchis.

Préserver et restaurer ces joyaux de vie

Les récifs coralliens sont de plus en plus dégradés par l’accumulation de menaces résultant des activités humaines. Toutefois pour s’assurer que cet écosystème continue à produire des biens et des services précieux, celui-ci doit être gérer plus activement.

Actuellement, les aires marines protégées couplées à une protection renforcée des habitats constituent le meilleur outil de gestion pour la conservation des récifs. Les zones de non prélèvement (ZNP) interdisent toute exploitation d’une quelconque ressource. Cela permet de lutter contre la surpêche d’espèces récifales et aussi le maintien d’un bon équilibre de vie au sein des récifs. Au niveau local de nombreuses organisations font des efforts de restauration, de conservation. On peux citer des organisations telles que : The coral guardian (Indonésie) ; Coral Gardenners (Polynésie Francaise) et Reef check ( Ile de La Réunion ). Ces organisations développent des approches innovantes de la protection des écosystèmes coralliens, reposant sur la conservation, la sensibilisation et la science.

Les communautés locales et scientifiques sont impliqués sur le terrain pour déployer des aires marines protégées et restaurer les zones détruites à l’aide de la transplantation de récifs coralliens par exemple. L’alliance de la sensibilisation et de la science permet de redonner de l’espoir dans certaines zones très endommagées. Certaines études ont montré que la présence de combinaisons génétiques pourrait servir à prédire quelle population résisterait le mieux au blanchissement pour ainsi permettre une conservation ciblée en transplantant des espèces plus résistantes au stress provoqué par les changements globaux. On peux souvent retrouver la notion de « super corail » dans les articles scientifiques et les médias.

La solution la plus évidente serait donc de transplanter des « super coraux » dans les zones les plus touchées, mais cela impliquerait une modification quasi-totale de l’écosystème et ne sera donc pas forcément bénéfique et provoquerait au contraire une perte de la biodiversité très importante liée à la modification de l’écosystème. Il faut bien étudier l’impact de ces coraux plus résistants et voir si cela ne fera pas l’inverse de l’effet attendu.

En prenant un exemple concret on peux citer la situation au Bélize (Amérique Centrale) suite au passage de l’ouragan Iris en 2001. La majeure partie des coraux du Belize avait été détruite ou alors blanchie mais grâce aux efforts de la biologiste marine Lisa Carne et de bénévoles il y avait un espoir. Seule, elle a donc commencé à replanter des coraux afin de redonner vie au récif en replantant les morceaux de coraux les plus viables et en les cultivant dans de l’eau de mer. Cela a été possible car en plus de pondre des œufs, les coraux peuvent se « cloner » et créer des individus nouveaux à partir d’un morceau existant. 15 ans plus tard près de 80 % des nouveaux coraux sont toujours vivants aujourd’hui. La couverture corallienne du fond marin dans la zone restaurée est également passée de 6 % à 50 % entre 2010 et 2017. Lisa Carne a fondé Fragments of Hope, en 2013 et les techniques de l’association ont ainsi permis de restaurer certains récifs dans des régions de Colombie et de la Jamaïque.

Des détracteurs critiquent souvent la transplantation en soutenant que de replanter des récifs n’est pas forcément la solution et ne va pas résoudre les problèmes qui les ont tué en premier lieu. Mais cela permet tout de même aux récifs de se reconstituer et vu que les transplants font face dès leurs plus jeune âge à des températures élevées, il est possible qu’ils s’adaptent donc aux changements plus rapidement. Dans ce cas la transplantation serait efficace à 100%.

Evolution d’un récif en Indonésie suite à l’intervention de Coral Guardian et de leurs transplantations. Le résultat est sans appel et la transplantation permet d’améliorer de manière locale un récif totalement dévasté en quelques années.

Il est possible que les coraux se régénèrent d’eux même sans l’intervention de l’être humain. Comme tous les écosystèmes sur Terre, suite à une perturbation (humaine ou naturelle) ceux-ci ont une certaine résilience qui va leur permettre de se rétablir.

Après que les coraux aient subi un épisode de blanchissement il est donc possible de revenir à un état antérieur moyen. Soit les coraux vont être recolonisés par des Symbiodinium et le récif va se remettre du blanchissement, soit ils subissent un changement de régime appelé « régime shift ». Un régime shift est en général peu favorable pour l’écosystème de base. On peut parfois passer d’un jardin de corail plein de vie qui va subir un blanchissement et sera envahi par d’épaisses couches d’algues empêchant ainsi aux récifs de se rétablir.

Les recherches de Graham et ses collaborateurs en 2015 ont étudié 21 récifs autour des Seychelles dans l’Indopacifique afin de documenter les effets à long terme du blanchissement des coraux. Après la perte de 90% des coraux due au blanchissement en 1998, environ 50% des récifs se sont rétablis et 40% ont connu des changements de régime.

Donc le blanchissement n’est pas une fatalité et beaucoup de facteurs sont à prendre en compte, et dépend de l’intensité de la perturbation. Ainsi les facteurs indiquant si les récifs seront plus ou moins apte à se rétablir sont :

  • La densité des coraux juvéniles ;
  • La complexité structurelle initiale (homogénéité ou hétérogénéité des coraux) ;
  • La profondeur de la zone qui a subi la perturbation ;
  • La biomasse de poissons herbivores ;
  • L’apport de nutriments sur le récif.
Plaine de corail blanchi à l’île Heron, Australie en Février 2016. Photo : Richard Vevers pour The Ocean Agency.

Le mot de la fin

Les épisode de blanchissement sont des évènements désastreux pour les récifs et sont parfois difficiles à détecter immédiatement. Il y a des centaines d’impacts directs et indirects qui viennent sans cesse perturber ces oasis de vie. Mais la nature arrive à lutter contre ces impacts néfastes lorsque cela est possible. Les communautés scientifique de diverses domaines sont de plus en plus impliquées dans des missions de restauration de récifs coralliens car ce sont des écosystèmes clés dans certains pays pour le bon équilibre de la vie marine.

Il est donc important de penser à notre action sur l’environnement, car même loin de la mer nous avons tous un impact sur les écosystèmes marins. Nous avons vu que l’action humaine peut aider les coraux à se rétablir mais ne résout pas forcément le problème à la source. Mais il faut être optimiste et ne pas se laisser abattre et garder espoir pour les récifs coralliens.

Glossaire

1Récifs : structure naturelle bioconstruite généralement au voisinage des côtes regroupant des coraux et des rochers par exemple.

2Polypes : partie animale du corail composée d’un tube digestif et de tentacules.

3Nutriment limitant : Nutriment (en général azote ou phosphore) qui limite la capacité de production d’un environnement en raison de son insuffisance.

4Symbiodinium : micro-algue unicellulaire vivant en symbiose mutualiste au sein des polypes.

5Anoxiques : diminution voir absence de l’oxygène dissous dans le milieu.

Pour en savoir (beaucoup) plus

Bahr KD et al. “Impact of three bleaching events on the reef resiliency of Kaneohe Bay, Hawaii”. Frontier in Marine Science (2017)

Hughes T P et al .“Climate change, human impacts, and the resilience of coral reefs” Science 2003

Bay R.A et al. “Can genomes predict coral bleaching”. Science (2020)

Graham N.A et al. “Predicting climate driven regime shifts versus rebound potential in coral reefs”.Nature (2015)

Les site internet de Coral Guardian : https://www.coralguardian.org/

Migeon C. (2018) Terres d’aventure : Des coraux et des hommes : https://www.terdav.com/magazine-voyage/des-coraux-et-des-hommes

L’auteur

Matéo Fernandes est passionné de la mer depuis son plus jeune âge, cela lui vient de 10 ans de vie sur l’Île de La Réunion sur laquelle il a pu y découvrir une vie foisonnante autant sur terre que dans l’eau. Des interventions faites dans les écoles réunionnaises sur les récifs coralliens et sur l’environnement marin en général ont égayé la curiosité de Matéo sans même qu’il ne s’en aperçoive. Ce jeune waterman allie sa passion pour la mer, la photographie et la biologie pour faire ce qu’il aime depuis le plus jeune âge : essayer de préserver la vie marine en transmettant le plus possible ce qui l’anime.

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