La course pour sauver les récifs coralliens avant que le changement climatique et les maladies ne les tuent
Cette histoire fait partie de la série d’assistance technique de Recode by Vox, qui explore des solutions pour notre monde qui se réchauffe.
COOK ISLAND, Floride – Le récif était sombre. Hanna Koch, une biologiste marine, a plané à quelques centimètres au-dessus de monticules cahoteux de coraux étoilés montagneux. Elle avait déjà passé des heures sous l’eau cette nuit-là, respirant l’air des bouteilles de plongée.
Puis c’est arrivé : des centaines de minuscules sphères roses ont éclaté du corail. Koch a crié, forçant des bulles à sortir de son régulateur, qui s’élevait au-dessus de ses cheveux blonds. Autour d’elle, d’autres amas de coraux étoilés montagneux ont également commencé à éclater, jusqu’à ce que le récif ressemble à une boule à neige.
Il était environ 23 heures par une chaude nuit d’août 2020 et le corail frayait. Voici comment de nombreux coraux se reproduisent : chaque sphère contient un mélange de sperme et d’ovules, et si tout se passe comme prévu, le sperme d’un individu fertilisera les ovules d’un autre.
Koch, un scientifique du Mote Marine Laboratory and Aquarium de Floride, était étourdi d’excitation. Elle a commencé à danser sous l’eau avec un autre chercheur, attisant des créatures bioluminescentes qui émettaient des éclairs lumineux de lumière bleue. « Nous avons créé nos propres feux d’artifice », m’a dit Koch lorsque j’ai visité son laboratoire à Summerland Key, en Floride, un an et demi plus tard.
Il est rare de voir des coraux se reproduire à l’état sauvage, et c’était une première pour Koch – le frai n’a généralement lieu qu’une fois par an. Mais cette nuit était aussi spéciale pour une autre raison : la plupart des coraux reproducteurs étaient des individus que les chercheurs de Mote avaient plantés sur le récif cinq ans plus tôt. Ces coraux ont survécu à l’ouragan Irma, à une chaleur extrême et à une épidémie, et sont devenus suffisamment gros pour se reproduire, le tout en un temps record. C’était un rare signe d’espoir pour un écosystème assiégé.
Madalen Howard, ci-dessus, nage près de grands coraux cornes d’élan dans les Florida Keys. Une organisation à but non lucratif appelée Coral Restoration Foundation, où elle travaille, les a plantés ici il y a quelques années.
Les récifs coralliens couvrent moins de 1% des océans du monde, mais abritent plus d’un quart de toute la vie marine, y compris les poissons-clowns, les hippocampes et d’autres créatures qui rendent ces écosystèmes spéciaux. Mais les récifs coralliens disparaissent. Le réchauffement des mers, les maladies et d’autres menaces ont déjà anéanti plus de la moitié des coraux du monde et plus de 90 % de ceux de Floride. « Je ne pense pas que les gens réalisent à quel point c’est grave », a déclaré Koch, qui a vu des coraux vieux de plusieurs siècles se désintégrer sous ses yeux.
Aujourd’hui, un nombre croissant d’organisations se précipitent pour planter des coraux dans des récifs endommagés, tout comme des groupes de conservation plantent des arbres dans des forêts dégradées. Et jusqu’à présent, cela semble fonctionner. Ils ont restauré des centaines de milliers de coraux dans des endroits comme la Floride et l’Indonésie, et des recherches scientifiques révolutionnaires aident à fortifier ces créatures contre la hausse des températures et d’autres menaces.
Mais le temps presse. L’échelle de la plantation de coraux est encore petite, et seulement 1,5 degrés Celsius de réchauffement, par rapport à l’ère préindustrielle, pourrait détruire jusqu’à 90 % des récifs coralliens tropicaux du monde. Nous atteindrons probablement ce seuil dans quelques années.
Un accident qui a révolutionné la restauration des coraux
Les coraux sont une merveille de la nature. Chacun est composé de centaines, voire de milliers d’animaux – oui, d’animaux – vivant ensemble dans une grande communauté, comme un immeuble d’appartements densément peuplé. Connus sous le nom de polypes, les animaux ont des tentacules armés de cellules urticantes et d’une bouche, et ils travaillent ensemble comme un superorganisme.
Ces animaux sont peut-être le meilleur exemple au monde de travail d’équipe intra-espèce ou de symbiose. Ils ingèrent des algues microscopiques dans leur estomac et les utilisent comme usine interne de nutriments. Les algues fournissent aux coraux le sucre qu’ils génèrent par la photosynthèse, dont les polypes ont besoin pour se développer, en échange d’azote, de dioxyde de carbone et d’un espace de travail ensoleillé. (Alors que les polypes coralliens peuvent utiliser leurs tentacules pour capturer de la nourriture, la majorité de leur énergie – et une grande partie de leur couleur – provient de ces partenaires algues.)
Un seul polype devient une colonie en se clonant encore et encore, un peu comme certaines plantes d’intérieur bourgeonnent. Ce processus de reproduction asexuée est lent — de l’ordre de quelques millimètres par an, pour certaines espèces — ce qui pose un défi à la restauration, un domaine où le temps presse.
Mais les amateurs ont découvert un raccourci : si vous cassez un corail en petits morceaux, ces morceaux se développeront beaucoup plus rapidement, un peu comme la croissance rapide de votre peau lors de la guérison d’une blessure.
Un jour, il y a plus de dix ans, David Vaughan, un scientifique spécialiste de la restauration des coraux, est également tombé sur cette approche. Il nettoyait un bassin de bébés coraux cornes d’élan à Mote, et l’un d’eux s’est coincé au fond. Quand il l’a tiré, le corail s’est brisé en minuscules éclats. Vaughan, un homme barbu aux longs cheveux blancs, pensait qu’il avait tué le corail corne d’élan, une espèce en danger critique d’extinction et l’un des douze individus que les scientifiques de Mote avaient laborieusement cultivés à partir du frai.
Il vérifia à nouveau les morceaux cassés deux semaines plus tard, et ses yeux s’écarquillèrent : chaque fragment était devenu une colonie de la taille d’un centime. Ce qui prendrait normalement deux ans n’a pris que deux semaines.
Vaughan a ensuite essayé cette approche – connue sous le nom de microfragmentation – sur près de 20 espèces de coraux de l’Atlantique. « Cela a fonctionné sur chacun d’eux », a déclaré Vaughan, qui a depuis lancé l’approche de la restauration. Il a commencé à cultiver 600 coraux par jour (au lieu de six ans) à Mote, où il a dirigé le Centre international de recherche et de restauration des récifs coralliens. « Nous avons commencé à manquer d’espace dans les réservoirs. »
Par un matin ensoleillé d’avril, j’ai rencontré Vaughan dans une base de scouts à Summerland Key, où il a construit ce que l’on pourrait appeler un jardin de coraux. Il y avait plus d’une douzaine de réservoirs peu profonds sous un auvent ombragé, chacun rempli de petits morceaux de corail coupés avec une scie à ruban à pointe de diamant. Une fois que les fragments auront suffisamment grossi, les scouts les planteront sur un récif proche de l’océan.
Vêtu de Crocs bleus et d’un chapeau de safari, Vaughan, qui parle avec enthousiasme de son travail, a tendu la main dans un réservoir de corail étoilé rouge vineux. Il remua l’eau au-dessus d’eux. Leurs tentacules rouges se sont rapidement retirées, faisant apparaître le corail blanc.
Dans un autre réservoir, de petits morceaux de corail du même individu étaient plantés les uns à côté des autres, et certains commençaient à fusionner. C’est un autre raccourci dans la restauration, a déclaré Vaughan.
Les fragments qui se reconnaissent comme eux-mêmes fusionneront en un seul corail plus grand. Et dans le royaume du corail, dit Vaughan, la taille compte plus que l’âge ; ils n’apparaissent qu’une fois qu’ils atteignent à peu près la taille d’un ballon de basket.
« Au lieu d’attendre 100 ans, ils se reproduisent en quelques années seulement », a déclaré Vaughan. « Ils se reproduisent essentiellement en tant que jardins d’enfants. »
Ensuite, ce fut à mon tour d’essayer la fragmentation du corail – ou « fragging », dans le jargon de la restauration -. Je n’ai pas vraiment d’expérience avec les outils électriques, mais j’ai appuyé doucement mon pied sur la pédale de la scie à ruban et j’ai glissé un quart de corail cerveau dans la lame.
Cela a transformé un fragment en deux, que j’ai ensuite coupé en deux à nouveau.
Juste comme ça, j’avais transformé un corail en quatre. Chacun deviendra rapidement une colonie, m’a assuré Vaughan, et un jour quelqu’un les plantera sur un récif voisin.
Avec cette approche, Vaughan essaie de planter un million de coraux – littéralement. En 2018, il a quitté Mote et a fondé une organisation à but non lucratif appelée Plant a Million Corals. « Si nous ne pouvons pas montrer que nous pouvons planter un million de coraux, alors c’est une cause désespérée car il y a un océan géant là-bas », a déclaré Vaughan.
La magie du sexe corallien et pourquoi les scientifiques doivent intervenir
La restauration des récifs avec des fragments de corail a un hic : chaque pièce est une réplique génétiquement identique d’une autre. Cela signifie que si l’on est sensible, disons, à la maladie, tous pourraient l’être. Nous cultivons de nombreuses variétés de pommes de terre pour la même raison que les scientifiques veulent cultiver de nombreuses variétés de coraux. La résilience dans la nature est enracinée dans la diversité génétique.
Un moyen simple d’augmenter la diversité est de faire se reproduire les coraux, mais en pratique, ce n’est pas si simple. Les coraux n’ont ni yeux ni cerveau (pas même les coraux cérébraux !), mais ils sont capables de synchroniser le frai sur de vastes étendues de l’océan, comme des cigales qui savent d’une manière ou d’une autre quand éclater à l’unisson depuis le sol. Peut-être encore plus remarquable, des pistes de frai le long des phases de la lune. (Par exemple, le corail étoilé montagneux que Koch a vu frayer à l’état sauvage en 2020 l’a fait plusieurs jours après la pleine lune.)
Le problème est que de nombreux coraux sont maintenant si rares que le frai dans la nature ne fonctionne pas très bien. Souvent, les spermatozoïdes et les ovules d’individus différents ne s’atteignent pas. Donc si vous voulez faire se reproduire ces animaux, il faut parfois intervenir. La nuit pendant la saison de frai, les scientifiques embarquent en mer et drapent une tente en filet sur une colonie pour capturer le sperme et les œufs de cet individu, puis le mélangent avec le frai d’un autre individu, soit dans un laboratoire, soit dans un conteneur en mer. .
Ce n’est pas exactement un travail facile. Les chercheurs doivent souvent plonger plusieurs nuits de suite lorsque les tempêtes d’août passent au-dessus de leur tête. Même alors, ils peuvent manquer la magie. « Cela ne dure que 20 minutes », a déclaré Margaret Miller, directrice de recherche de Secore International, une organisation à but non lucratif axée sur l’élevage de coraux pour la restauration. « Vous devez être là et vous devez savoir quand cela va arriver. »
Heureusement, il existe désormais une option plus pratique : inciter les coraux à se reproduire dans un laboratoire. La clé est d’imiter les conditions exactes que vous trouveriez sur un récif sauvage, du clair de lune à la température de l’eau, selon Jamie Craggs, qui prétend qu’il a été la première personne à persuader délibérément le corail de frayer dans un aquarium, retour en 2013. (Son système initial était relativement peu technologique : il a utilisé une lumière LED à l’intérieur d’une balle de ping-pong pour recréer la lune.)
Ces bassins de ponte sont depuis devenus une bouée de sauvetage pour certaines espèces. Au cours de la dernière décennie, une mystérieuse maladie appelée perte de tissu corallien pierreux a anéanti plus de 90% du corail du pilier atlantique de Floride, une espèce qui ressemble à des doigts osseux émergeant du fond marin. L’aquarium de Floride à Tampa possède une collection rare de fragments de coraux piliers sains, et il y a quelques années, un scientifique là-bas, Keri O’Neil, en a fait reproduire beaucoup.
« Vous pouvez légitimement dire que nous sauvons une espèce de l’extinction », m’a dit par téléphone O’Neil, un spécialiste des coraux à l’aquarium. La plupart des coraux qu’elle a engendrés proviennent de variétés génétiques qui n’existent plus à l’état sauvage, a-t-elle déclaré.
J’avais moi-même hâte de voir l’un de ces chars et, heureusement, Koch en a un.
Le système de 250 gallons se trouve dans son laboratoire humide à Mote, près d’un petit aquarium avec des poissons-clowns (Gladys et Earl) et quelques bassins peu profonds de bébés coraux. Un beau corail corne de cerf rouge était assis à l’intérieur, ainsi que plusieurs grands coraux étoilés, dont l’un brillait d’un vert vif sous la lumière du capot. Quelques-uns avaient sorti leurs tentacules, attendant que des restes de nourriture flottent.
La biologiste du personnel Celia Leto m’a montré comment fonctionne le système d’environ 30 000 $. À l’aide d’un ordinateur, elle peut lui dire d’imiter n’importe quel moment de l’année, comme une chaude journée d’août ou une froide nuit d’hiver, et le corail n’en sera pas plus sage. Et la meilleure partie ? Ces réservoirs donnent aux chercheurs le pouvoir de faire apparaître des coraux pendant les heures de travail.
Plonger dans une forêt sous-marine
Par un après-midi venteux quelques jours plus tard, j’étais dans un bateau près de Key Largo essayant de ne pas vomir. Avec une bouteille de plongée attachée à mon dos et des palmes aux pieds, j’ai tenu mon masque sur mon visage, sauté de la poupe et coulé lentement vers le fond marin.
Là, je me suis retrouvé flottant dans une immense forêt sous-marine. Des centaines d ‘«arbres» en fibre de verre et en PVC étaient suspendus à des bouées dans l’eau, attachés au fond sablonneux. Des fragments de coraux orange, roses et verts pendaient à leurs branches comme des boucles d’oreilles sur un porte-bijoux. Je faisais de la plongée sous-marine dans la plus grande pépinière de coraux de l’océan.
Avant de planter des coraux sur un récif, certaines organisations les élèvent dans des pépinières dans l’océan, comme celle-ci, propriété de la Coral Restoration Foundation (CRF). Cultiver des coraux en mer est moins cher que de les élever en laboratoire, et il n’y a pas de limite d’espace. Les structures arborescentes, quant à elles (que l’association a développées), donnent aux coraux un accès abondant à la lumière et aux nutriments.
Je suis maladroit sous l’eau, mais j’ai réussi à nager à travers la forêt sans faire tomber de coraux. Toutes sortes de poissons se cachaient entre les branches – poissons-anges, troncs, balistes et autres que je ne pouvais pas identifier.
Amelia Moura, qui dirige le programme scientifique du CRF, était devant moi, nageant avec la grâce de quelqu’un qui a enregistré plus de 1 000 plongées (elle l’a fait). Moura s’est arrêtée à l’un des arbres enfilés de corail corne de cerf et, à l’aide d’un coupe-fil, a commencé à couper des morceaux de la taille d’une main.
Son collègue a compté les morceaux et les a mis dans une caisse à lait en plastique. Ensuite, nous avons tous nagé jusqu’à la surface et sommes remontés sur le bateau.
Une heure plus tard, nous étions redescendus, cette fois à un endroit appelé Pickles Reef. Il avait l’air assez mort, mais l’équipe de Moura l’aide à guérir. Dans un endroit nu du récif, elle et son collègue ont commencé à coller 21 nouvelles pièces à l’aide d’un époxy marin spécial.
Elle m’a ensuite conduit à un endroit où CRF avait planté du corail il y a quelques années. C’était spectaculaire : certains des coraux cornes d’élan étaient plus larges qu’un mètre et constitués de polypes orange qui éclataient contre l’eau bleue. Les cornes de cerf étaient également énormes et ressemblaient à des tas de lances en désordre.
Alors que je me promenais autour du récif, j’ai rencontré une limace de mer colorée appelée nudibranche (un nudibranche de la déesse de la mer à pointe rouge, j’apprendrais plus tard). Peu de temps après, une petite tortue de mer verte est passée à la nage. Les deux observations m’ont rappelé que ce ne sont pas seulement les récifs que les scientifiques essaient de sauver, mais toute la toile de la vie qui en dépend.
Donner au corail sa meilleure chance de survie
Pour faire repousser un récif, il ne suffit pas de planter des coraux. Vous devez également vous assurer qu’ils peuvent survivre à mesure que les océans deviennent plus chauds et plus acides et que les maladies se propagent. Et cela pourrait signifier travailler pour améliorer les coraux eux-mêmes.
L’une des approches consiste à faire de l’élevage sélectif, essentiellement une stratégie pour accélérer l’évolution. Si un certain trait, comme la tolérance à la chaleur, est enraciné dans l’ADN d’un corail, les scientifiques pourraient théoriquement élever ce corail individuel avec d’autres pour créer des bébés tolérants à la chaleur.
Dans un réservoir à l’extérieur de Mote, par exemple, Koch nourrit ce qu’elle appelle son Saint Graal – un groupe de bébés coraux cornes de cerf de deux parents qui étaient tous deux résistants à la maladie de la bande blanche, une autre épidémie dans les eaux de Floride. Bientôt, Koch mènera des expériences pour voir si les bébés sont également résistants.
La tolérance d’un corail à la chaleur est au moins quelque peu enracinée dans sa génétique, selon des recherches, ce qui signifie que nous pourrions élever des coraux pour mieux résister au réchauffement. Mais les scientifiques ont également appris que la tolérance dépend dans une certaine mesure du type d’algues avec lesquelles les coraux s’associent, a déclaré Liv Williamson, doctorante à l’Université de Miami.
Sous une chaleur extrême, les algues vivant à l’intérieur des polypes cessent de produire du sucre et, à la place, commencent à émettre des toxines. Les polypes réagissent en expulsant les algues colorées, ce qui affaiblit le corail et le rend blanc – c’est le « blanchiment » du corail. Cependant, certains types d’algues peuvent supporter des températures plus élevées sans nuire aux polypes, selon Williamson. Théoriquement, vous pourriez inoculer les coraux avec ces algues avant de les mettre sur un récif, a-t-elle déclaré, afin d’éviter le blanchissement, la plus grande menace qui pèse sur les récifs coralliens aujourd’hui.
D’autres scientifiques adoptent une approche totalement différente : essayer de rendre l’océan plus accueillant pour le corail. C’est la raison pour laquelle Jason Spadaro, un autre scientifique de Mote, élève des crabes royaux des Caraïbes. Originaires des Keys, ces crustacés adorent manger toutes sortes d’algues qui se propagent à travers la Floride et polluent ses eaux, ce qui rend difficile l’enracinement et la croissance des coraux.
Lorsque nous nous sommes rencontrés dans son laboratoire en avril, Spadaro a sorti avec désinvolture un crabe d’un réservoir. C’était deux fois la taille de sa main avec de grandes pinces et un corps épineux en forme d’araignée. « Ces créatures mangent une énorme quantité d’algues, à égalité avec les vaches et l’herbe », a déclaré Spadaro, un homme de grande taille aux cheveux courts et à lunettes. Il élève des crabes royaux par milliers et prévoit de les lâcher éventuellement sur le récif, comme une meute de concierges.
(Avant de le faire, Spadaro devra leur apprendre à avoir peur des prédateurs, a-t-il dit, peut-être en utilisant des marionnettes faites maison qui ressemblent à des mérous, des homards et des pieuvres.)
Le mouvement de restauration des récifs décolle
Planter et entretenir des coraux pour sauver les récifs du monde est une solution imparfaite. Il est coûteux, difficile à développer et ne fait rien pour résoudre le problème le plus important : le changement climatique.
Pourtant, il semble clair que ces efforts aident les océans à guérir, et ils ne font que commencer. Il y a dix ans, on pouvait compter les initiatives de restauration sur une main, selon Miller, et maintenant, il y en a des centaines. « Ça a été une énorme explosion », a-t-elle déclaré.
Depuis 2007, le CRF a planté plus de 170 000 coraux dans les Florida Keys. Koch, quant à elle, a élevé près de 10 000 bébés génétiquement distincts dans son laboratoire et en a déjà planté beaucoup.
Le financement augmente également, en particulier en Floride. En 2019, la National Oceanic and Atmospheric Administration a annoncé un investissement majeur dans la restauration des récifs appelé Mission: Iconic Reefs, qui achemine des millions de dollars vers sept récifs des Florida Keys. (CRF et Mote font tous deux partie du projet.)
Ces investissements rapportent. Au-delà de la valeur intrinsèque des récifs coralliens et des animaux qui y vivent, ces écosystèmes sont utiles à l’homme. Une grande partie des quelque 1 milliard de personnes qui vivent à proximité des récifs coralliens en dépendent pour leur nourriture, leurs revenus et leur protection. En agissant comme des digues naturelles, les récifs préviennent chaque année 1,8 milliard de dollars de dommages liés aux inondations aux États-Unis seulement.
Lorsque je suis arrivé en Floride, j’ai rencontré Vaughan dans le parc d’État le plus au sud des États-Unis continentaux, sur la côte sud-est de Key West. J’étais ici pour plonger et voir le corail que Vaughan avait planté il y a quelques années.
Il a commencé difficilement. L’eau était si trouble que je pouvais à peine voir ma main devant mon visage, encore moins quelque chose qui ressemblait à la vie marine, et frais dans mon esprit était un panneau près de la plage avertissant les nageurs de l’homme de guerre piqueur ressemblant à des méduses connu pour croisière dans ces eaux.
Je devais plonger pour voir quelque chose qui valait la peine d’être regardé, alors j’ai pris une profonde inspiration et j’ai nagé jusqu’au fond, 10 pieds plus bas. Surgissant à travers l’eau verte et trouble, le récif a émergé. Il y avait des coraux cerveaux et des coraux étoilés montagneux de la taille d’assiettes à salade, et des bancs de poissons qui filaient dans des flous de jaune, de blanc et de vert. J’ai entendu les bruits de crépitement des crevettes et des poissons perroquets et d’autres bestioles. Il y a quelques années à peine, il n’y avait guère plus que des rochers et du sable au fond de l’océan. Maintenant, le récif était vivant.