Des chercheurs produisent le tout premier « arbre généalogique » pour les coraux élevés en aquarium

Les coraux élevés dans des aquariums publics offrent de nouvelles opportunités de recherche et un stock sain à implanter dans la nature, des composants essentiels d’un avenir florissant pour les écosystèmes des récifs coralliens, qui abritent environ 25% de toute la vie dans les océans de la Terre. Mais le succès à long terme de ces efforts dépend en partie du maintien de la diversité génétique des coraux élevés en aquarium, ce qui conduit à une résistance accrue aux menaces telles que le réchauffement et l’acidification des océans.

Dans une étude publiée aujourd’hui dans Frontières des sciences marinesune équipe diversifiée de biologistes de l’aquarium Steinhart et de chercheurs du laboratoire de reproduction de coraux de l’Académie des sciences de Californie produisent le tout premier pedigree, ou « arbre généalogique », pour les coraux élevés dans un aquarium et fournissent une liste des meilleures pratiques pour maintenir la diversité génétique dans les coraux élevés en aquarium.

« La diversité génétique est ce qui permet aux espèces de s’adapter à la myriade de menaces résultant du changement climatique », déclare la conservatrice de l’Académie Rebecca Albright, Ph.D., qui a fondé le Coral Spawning Lab, l’une des rares installations sur Terre capables de se reproduire avec succès. coraux. Le travail d’Albright fait partie intégrante de l’initiative « Hope for Reefs » de l’Académie, qui vise à stopper le déclin des récifs coralliens de cette génération.

« Pour des installations comme la nôtre au Coral Spawning Lab, s’assurer que chaque génération de coraux est diversifiée nous permet de mener des expériences plus robustes, ce qui est un élément essentiel pour mieux comprendre comment les coraux peuvent prospérer sur notre planète en évolution. Pour les organisations qui font des plantations, une augmentation la diversité génétique se traduit par une plus grande chance de survie dans la nature. »

Pour l’étude, les chercheurs ont effectué des analyses génétiques sur les parents et la progéniture de deux générations de coraux Acropora hyacinthus pondus dans le Coral Spawning Lab de 2019 et 2020. Sur la base des similitudes entre l’ADN des coraux, les chercheurs ont pu déterminer le relations entre les individus, telles que la parentalité ou la fratrie.

« Les coraux sont des reproducteurs diffusés, ce qui signifie que plusieurs colonies libèrent leur sperme et leurs œufs dans l’eau simultanément et qu’il n’y a aucun moyen de dire immédiatement quel corail a engendré quelle progéniture », explique Elora López-Nandam, Ph.D., chercheuse sur les coraux de l’Académie et auteure de l’étude.

« Étonnamment, nous avons constaté que seules deux des quatre colonies qui se sont reproduites en 2019 ont produit 22 des 23 descendants qui ont survécu jusqu’à leur 2e anniversaire. Cela nous amène à de nombreuses nouvelles questions pour explorer comment ces deux parents ont si bien réussi, le dont les réponses pourraient nous aider à mieux comprendre la reproduction des coraux plus largement. »

« Alors que les événements de frai de coraux réussis témoignent de la proximité avec laquelle nous avons pu imiter les conditions océaniques naturelles, il y a inévitablement des pressions environnementales dans les aquariums qui différeront de celles à l’état sauvage et pourraient sélectionner certains traits dans chaque génération de corail. « , dit López-Nandam.

Par conséquent, en plus de la parenté, les chercheurs ont également passé au crible les 450 millions de paires de bases d’ADN – si le génome d’un organisme est un livre, les paires de bases sont les lettres individuelles – de chacun des coraux échantillonnés pour trouver des différences génétiques entre les générations successives.

En particulier, les chercheurs ont trouvé 887 points dans le code long de 450 millions de lettres qui semblent être différents chez les coraux élevés en aquarium par rapport à ceux nés dans la nature.

« La plupart des différences que nous avons trouvées concernaient les voies génétiques liées à la symbiose avec les algues photosynthétiques, c’est-à-dire la façon dont de nombreux coraux obtiennent la majeure partie de leur énergie », explique López-Nandam.

« Nous espérons mener de futures recherches dans le Coral Spawning Lab pour déterminer exactement ce qui, dans un aquarium, est à l’origine de ces différences et comment ces variations génétiques ont un impact sur la condition physique ou la santé globale des coraux élevés en aquarium. »

Tout comme il faut un village pour élever un enfant, les auteurs de l’étude notent qu’il faut un cadre unique d’experts pour élever des coraux pour une telle étude : des faisceaux de gamètes de la taille d’un couscous aux polypes de la taille d’une aspirine en passant par des adultes reproducteurs de la taille d’un pamplemousse.

« Ce type de collaboration entre les biologistes aquariophiles et les chercheurs scientifiques est rare », déclare Lisa Larkin, biologiste de l’aquarium Steinhart et auteure de l’étude.

« Il y a très peu d’endroits dans le monde où tous ces experts sont logés dans le même bâtiment, travaillant ensemble vers un objectif commun. L’Académie est unique en ce sens que nous pouvons propulser ce type de recherche tout en ayant un impact majeur sur le corail. conservation. »

Larkin et ses collègues de l’aquarium Steinhart passent des mois à surveiller la qualité de l’eau et à suivre le développement des coraux pour s’assurer qu’ils sont en assez bonne santé pour frayer chaque année.

« Les coraux peuvent être assez capricieux. Il leur faut beaucoup d’énergie pour se reproduire et s’ils sont stressés, ils mettront cette énergie ailleurs », explique Larkin. « Il faut des mois d’attention particulière pour les amener au point où ils sont prêts et capables de se reproduire.

Mais, ajoute Larkin, le résultat final justifie plus que l’effort. « Vous prenez soin d’un corail pendant une année entière et quand ils se reproduisent enfin, vous savez que vous avez fait un excellent travail. Et puisque chaque ponte offre de nouvelles opportunités de recherche comme celle-ci qui s’applique à la conservation des coraux, le gain est bien cela en vaut la peine. »