De petites parcelles de récifs tropicaux qui perdurent malgré les vagues de chaleur marines punitives pourraient contenir des indices sur la protection des coraux du monde, selon une nouvelle analyse.
Les scientifiques ont effectué des relevés aériens des récifs hawaïens avant et après une vague de chaleur majeure en 2019 et ont découvert que les coraux de certains sites s'en sortaient mieux que leurs voisins. Ces soi-disant refuges ont perdu jusqu'à 40% de coraux en moins malgré des températures similaires. Un certain nombre de variables peuvent expliquer leur succès, notamment la distance par rapport aux établissements humains, ont rapporté les chercheurs le 2 mai dans Proceedings of the National Academy of Sciences .
"Nous essayons de comprendre où se trouvent ces [refugia] et pourquoi ils sont là", explique Greg Asner, co-auteur de l'étude et directeur du Centre pour la découverte mondiale et la science de la conservation de l'Arizona State University à Hilo, Hawaii. "Du point de vue de la conservation, ce sont de minuscules points de lumière, comme de petites arches de biodiversité qui sont déjà dans l'océan et qui ont besoin de protection."
Le changement climatique a rendu les vagues de chaleur plus fréquentes dans la mer. Une exposition prolongée à ces conditions de chaleur constitue une menace sérieuse pour les coraux. Lorsque l'eau environnante devient trop chaude, les coraux stressés subissent un blanchiment :les algues microscopiques bénéfiques qui habitent les coraux sont expulsées, leur laissant une couleur blanche fantomatique. Si la canicule dure assez longtemps, les coraux finiront par mourir.
Pour mieux comprendre pourquoi certains coraux sont plus résistants que d'autres, Asner et ses collaborateurs ont suivi la mortalité des coraux sur 21 773 hectares (84 miles carrés) de récifs entourant six îles hawaïennes. Les chercheurs ont survolé les récifs en janvier 2019, six mois avant qu'une canicule marine ne s'abatte sur l'archipel. L'équipe a ensuite répété l'enquête en janvier 2020 pour découvrir comment les coraux avaient résisté à la perturbation.
Les chercheurs ont utilisé une technique appelée spectroscopie d'imagerie pour analyser la composition moléculaire des coraux, ce qui leur a permis de distinguer les coraux vivants des coraux décédés. Les protéines, la chlorophylle et les composés carbonés mesurés dans les coraux vivants et leurs habitants algaux sont distinctifs, dit Asner. Une fois que le corail meurt, il se recouvre de macroalgues, qui ont une composition moléculaire plus proche des plantes terrestres.
La plupart des études précédentes se sont concentrées sur les coraux blanchis, dit Asner. Cependant, tous ces coraux malades ne périront pas. "Ce dont nous avons vraiment besoin, c'est de savoir où les coraux meurent, pas seulement de tomber malades, afin que nous puissions commencer à formuler une planification de la conservation et de la gestion autour de ceux qui meurent et de ceux qui survivent", dit-il.
Après la canicule, les récifs cartographiés par Asner et son équipe ont perdu en moyenne 26,1 % de leurs coraux vivants, couvrant environ 6,3 % du fond marin. Les eaux entourant les îles de Lanai, Hawaï et Kahoolawe, particulièrement touchées par la canicule marine, ont perdu la plus grande proportion de coraux vivants.
Cependant, les chercheurs ont également constaté que les récifs avec une couverture corallienne plus abondante avant la canicule ont mieux résisté à l'événement que les récifs avec une couverture corallienne plus clairsemée. Ces zones pourraient servir de refuge à long terme pendant les vagues de chaleur, a écrit l'équipe. Il y avait plusieurs dizaines de refuges dont la taille variait de quelques acres à plusieurs centaines d'acres, dit Asner.
"Les bons scénarios étaient principalement dans les zones non développées avec très peu de pollution et de sédimentation ou de ruissellement", dit-il. Ces coraux étaient probablement en meilleure santé lorsque la vague de chaleur a frappé que ceux des récifs proches des zones résidentielles et agricoles.
"Le traitement des eaux usées à Hawaï est vraiment mauvais", déclare Asner. "Nous avons beaucoup d'effluents humains - du caca et du pipi - qui se déversent dans l'océan dans certaines zones." Endiguer le flux de déchets humains, de pesticides et d'autres polluants sera crucial pour fortifier les coraux qui ne vivent pas dans des refuges abrités, dit-il.
De plus, certains refuges étaient situés à proximité de sources sous-marines naturelles alimentées par des eaux souterraines fraîches et fraîches. "Dans les zones où cette [eau douce] s'est échappée, les coraux se sont mieux comportés pendant la vague de chaleur parce que c'est comme une petite couverture thermique", explique Asner. Cependant, ajoute-t-il, des recherches supplémentaires sont nécessaires sur l'importance de ces "petits protecteurs" et sur leur capacité à résister à des vagues de chaleur marines de plus en plus intenses à l'avenir.
Même à l'intérieur du refuge, tous les coraux n'ont pas survécu. « Il y avait clairement des gagnants et des perdants », dit Asner. Certaines espèces, comme le corail chou-fleur, sont plus vulnérables à la hausse des températures que d'autres. Et certains coraux ont des traits génétiques qui les rendent plus résistants que les autres membres de leur espèce. Le suivi des coraux d'un refuge qui survivent aux vagues de chaleur peut fournir aux défenseurs de l'environnement des informations précieuses pour les efforts de reproduction des coraux et de restauration des récifs, ont conclu les chercheurs.
Une autre étape importante consiste à identifier les refuges dans les récifs au-delà des îles hawaïennes. La façon dont les coraux d'une zone donnée réagissent à la hausse des températures dépendra de leur environnement océanique local, des espèces présentes et des types de pollution et autres facteurs de stress auxquels le récif est confronté. Asner et son équipe espèrent commencer à mesurer la mortalité des coraux à l'aide de satellites l'été prochain.
"Nous allons obtenir une couverture mondiale au cours de cette décennie, ou même dans la première moitié de cette décennie, mais pour le moment, je ne veux pas que les gens pensent qu'Hawaï représente la planète entière", dit-il.
Les nouveaux résultats font écho à certains schémas que les scientifiques ont notés lors de précédents relevés aériens de la Grande Barrière de Corail, explique Terry Hughes, biologiste marin au Centre d'excellence du Conseil australien de la recherche pour les études sur les récifs coralliens à l'Université James Cook de Townsville.
"Nous avons également montré que l'exposition à la chaleur… explique pourquoi certains endroits perdent plus de coraux que d'autres", a déclaré Hughes dans un e-mail. "Davantage de coraux meurent là où l'eau est la plus chaude le plus longtemps, à chaque épisode de blanchissement."
Son équipe a également découvert que certaines espèces de coraux mouraient à des taux plus élevés que d'autres, bien que ces disparités aient diminué dans des conditions plus extrêmes. "Le spectre gagnant-perdant est le plus important lorsque le blanchiment est relativement doux", a déclaré Hughes. "Même les soi-disant gagnants ont des pertes élevées si les températures sont suffisamment élevées."
Hughes et ses collègues ont également suivi le blanchissement des coraux sur la Grande Barrière de Corail après des vagues de chaleur répétées. Des parties du récif nord ont échappé au blanchissement en 1998 et 2002. "Puis le nord a frit lors du troisième événement de blanchiment de masse en 2016, et a depuis blanchi à nouveau en 2017, 2020 et 2022", a déclaré Hughes. "Pour identifier un refuge, vous devez examiner ses réponses au stress thermique lors de plusieurs épisodes de blanchissement, pour voir si cet emplacement s'échappe systématiquement avec peu ou pas de dégâts."
Il prévient qu'il reste à voir comment le refuge récemment découvert à Hawaï gérera les futures perturbations.
"Il est prématuré de considérer un endroit avec des pertes relativement moindres en un an comme un refuge", a déclaré Hughes. "Le monde regorge d'anciens refuges de récifs coralliens, des endroits qui ont été relativement chanceux lors d'un épisode de blanchissement, pour ensuite être martelés lors d'un épisode ultérieur."
