À l’approche de l’hiver, de nombreuses espèces d’animaux, des ours et des écureuils aux guêpes parasites et à quelques humains chanceux, s’accroupissent pour un peu de repos. Le corail étoile du nord ( Astrangia poculata ) entre également dans un état d’hibernation de dormance ou de quiescence pendant cette période. Mais qu’arrive-t-il à son microbiome pendant qu’il dort ?
Une étude menée par l’Université de Californie à Davis, professeure adjointe Anya Brown, a révélé que les communautés microbiennes se déplacent pendant que ce corail entre en dormance, ce qui lui fournit une réinitialisation saisonnière importante. Le travail peut avoir des implications pour les coraux dans les eaux plus chaudes aux prises avec le changement climatique et d’autres problèmes environnementaux.
« La dormance, dans sa forme la plus élémentaire, est une réponse à un facteur de stress environnemental – dans ce cas, le stress dû au froid », a déclaré Brown, qui fait partie du laboratoire marin UC Davis Bodega du département d’évolution et d’écologie. « Si nous comprenons mieux cette période de récupération, cela pourrait nous aider à comprendre quels microbes peuvent être responsables de la récupération du corail dans les systèmes tropicaux plus chauds. »
L’étude, publiée dans la revue Microbiologie appliquée et environnementale avec des scientifiques de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) et de l’Université Roger Williams, est le premier à démontrer un changement persistant de la communauté microbienne avec dormance chez un animal marin.
« Cette étude montre que les microbes réagissent au stress et se rétablissent de manière prévisible », a déclaré la co-auteur Amy Apprill, scientifique associée à WHOI. « Ce sont des connaissances fondamentales qui peuvent nous aider à développer des probiotiques ou d’autres traitements microbiens pour les coraux tropicaux stressés. »
Pendant que tu dormais
D’octobre 2020 à mars 2021, les chercheurs ont plongé de 60 pieds dans de l’eau froide à près de 40 degrés Fahrenheit pour collecter 10 colonies distinctes du corail A. poculata à partir d’un quai à Woods Hole, Massachusetts. Ce corail se trouve dans les eaux de l’Atlantique s’étendant du golfe du Mexique au Massachusetts. À mesure que la température de l’eau se refroidit, le corail rétracte ses tentacules, cesse de manger ou de réagir au toucher et entre en sommeil.
Les scientifiques ont caractérisé les microbiomes du corail sauvage avant, pendant et après la dormance. Ils ont découvert que pendant que le corail « dort », son microbiome élimine les microbes épris de nutriments et associés aux agents pathogènes, tout en augmentant les microbes qui peuvent apporter de l’azote pendant que le corail ne mange plus. Les scientifiques ont découvert que cette restructuration aide les coraux à maintenir la structure de leur communauté microbienne.
« Nous avons longtemps émis l’hypothèse que la dormance saisonnière d’Astrangia permet au microbiome corallien de se réinitialiser et de se restructurer », a déclaré le co-auteur Koty Sharp, professeur agrégé à l’Université Roger Williams. « Notre recherche a trouvé des preuves d’un remaniement au cours de cette période de dormance qui peut nous aider à identifier les associés microbiens qui sont essentiels à la santé des coraux et à la récupération après une perturbation. »
Pourquoi le corail se réveille-t-il ?
Avec cette étude, une espèce marine – le corail A. poculata – rejoint désormais les ours, les écureuils, les grillons et autres sur la liste des animaux dont les microbiomes se déplacent pendant leur sommeil. Par exemple, le microbiome intestinal de l’écureuil terrestre joue un rôle important dans le recyclage de l’azote tandis que l’écureuil jeûne pendant l’hibernation.
« Ce travail ouvre beaucoup de questions », a déclaré Brown. « Un gros problème est : pourquoi le corail « se réveille-t-il » au début du printemps ? Cette étude suggère que des groupes microbiens clés peuvent jouer un rôle important dans le déclenchement de l’apparition ou de l’émergence de la dormance de ce corail et la régulation de son microbiome.
Plus d’information:
Anya L. Brown et al, Remaniement du microbiome corallien pendant la dormance, Microbiologie appliquée et environnementale (2022). DOI : 10.1128/aem.01391-22