Les récifs coralliens figurent parmi les écosystèmes les plus riches et les plus précieux de la planète. Pourtant, ils sont aujourd’hui menacés d’un effondrement rapide sous l’effet du réchauffement climatique. Dans ce contexte, la communauté scientifique internationale explore une piste encore émergente, mais cruciale : l’évolution assistée. À travers ses travaux récents coécrits avec plusieurs autres experts dans le domaine, le biologiste marin le Professeur (Dr.) Ranjeet Bhagooli appelle à un changement d’échelle immédiat des recherches et des politiques de conservation.
« Un seul hectare de récif corallien peut fournir des services écosystémiques évalués entre 105 000 et 350 000 dollars américains par an, tout en soutenant plus d’un millier d’espèces multicellulaires », rappelle d’emblée le chercheur, chargé de cours au Dept. Biosciences & Ocean Studie de l’université de Maurice. Cette richesse biologique exceptionnelle explique pourquoi les récifs sont souvent qualifiés de « forêts tropicales de la mer. » Mais cette biodiversité est aujourd’hui fragilisée par un phénomène global et accéléré. « Au cours des quatre dernières décennies, les récifs ont été confrontés à un nombre croissant de vagues de chaleur, provoquant des épisodes de blanchissement et de mortalité à une échelle sans précédent », explique-t-il. Ces événements ne sont plus exceptionnels, ils deviennent même structurels.
Par ailleurs, le constat est aggravé par un seuil symbolique franchi récemment. « En juillet 2023, la Terre a atteint +1,5°C de réchauffement par rapport aux niveaux préindustriels, un seuil reconnu par l’Accord de Paris. » Or, « si ce niveau se maintient, entre 75% et 90% des récifs pourraient subir un stress thermique létal. » Même les stratégies globales de mitigation semblent insuffisantes à court terme. « Même si l’humanité réduit ses émissions de gaz à effet de serre, restaure les habitats et contrôle les pressions locales, ces efforts pourraient ne pas suffire à empêcher la mortalité des coraux et l’effondrement des écosystèmes », avertit Ranjeet Bhagooli.
L’exemple récent est édifiant. « La vague de chaleur marine mondiale de 2023–2024 a dévasté les récifs à l’échelle planétaire, retardant les efforts de restauration de plus d’une décennie dans certaines régions comme la Floride. » Face à cette accélération du changement climatique, les processus naturels d’adaptation apparaissent trop lents. « L’augmentation prévue des vagues de chaleur marines exige des taux d’adaptation dépassant ceux plausibles pour les processus évolutifs naturels », souligne le scientifique.
C’est dans ce contexte qu’émerge l’évolution assistée. « L’évolution assistée vise à accélérer les taux d’adaptation naturelle afin d’augmenter la tolérance thermique des coraux et de réduire leur mortalité lors des vagues de chaleur marines. » Une équipe de « 28 experts internationaux » a ainsi identifié des avancées prometteuses à différentes échelles — cellulaire, organismale et écologique —, confirmant « la faisabilité de l’évolution assistée dans les populations de coraux. » Mais l’écart reste préoccupant. « Les gains expérimentaux actuels en tolérance thermique sont peu susceptibles de suivre le rythme des températures projetées dans le cadre du changement climatique. » En clair, la science avance, mais pas assez vite.
Accélérer ce que la nature ne peut plus suivre
D’où un appel sans ambiguïté. « Les scientifiques appellent à une accélération majeure des recherches sur l’évolution assistée des coraux afin d’aider les récifs à faire face au réchauffement rapide des océans. »
De plus, l’un des principaux obstacles tient à la complexité biologique du corail. « La tolérance thermique dépend des physiologies interconnectées de l’animal et de ses symbiotes », explique Ranjeet Bhagooli. Le corail est en réalité un holobionte : « une unité écologique comprenant l’hôte cnidaire et son microbiome. » Ce microbiome inclut des algues symbiotiques dinoflagellées (Symbiodiniaceae, ou zooxanthelles) ; d’autres micro-eucaryotes ; des bactéries ; des virus, et des archées.
Cette interdépendance rend le système particulièrement vulnérable. « Les températures extrêmes perturbent la relation métabolique entre l’hôte et les algues symbiotiques, provoquant le blanchissement et, si cela se prolonge, la mort du holobionte. » Mais elle ouvre aussi plusieurs leviers d’action. « Bien que les zooxanthelles contribuent fortement à la tolérance thermique, l’hôte peut également modifier sa physiologie et son comportement pour atténuer le stress thermique. »
Les autres micro-organismes jouent aussi un rôle, encore mal compris. Ranjeet Bhagooli explique que « leur contribution, leur identité et les mécanismes physiologiques impliqués restent largement inconnus ». Enfin, chaque composant du holobionte possède des dynamiques propres, avec un « mode de transmission, temps de génération, abondance relative, autant de facteurs qui influencent la vitesse d’adaptation au changement environnemental. »
Concrètement, « l’évolution assistée nécessite de produire des organismes — naturellement ou par manipulation — présentant des traits souhaitables, comme une meilleure tolérance thermique, afin de les intégrer dans les populations ciblées. » Trois axes d’intervention sont identifiés. Ainsi pour le corail hôte, il s’agit d’« identifier ou sélectionner un stock génétiquement diversifié et thermotolérant, avec de bonnes performances démographiques » (croissance rapide, faible mortalité, forte fécondité). Mais attention, « la sélection pour un trait spécifique peut entraîner une réduction de la diversité génétique », d’où la nécessité de gérer les risques de consanguinité.
Le corail, un système complexe
Pour les zooxanthelles, il faut « identifier ou faire évoluer expérimentalement des symbiotes conférant une forte tolérance thermique avec des compromis limités », par exemple sans réduire excessivement le transfert de carbone vers l’hôte. Ces symbiotes doivent aussi « établir une symbiose stable sur toute la durée de vie du corail et lors d’événements répétés de vagues de chaleur », et pouvoir « se propager dans la population en infectant les coraux voisins. » Et finalement, pour les micro-organismes (bactéries), l’équipe d’experts préconise d’« identifier des souches facilement cultivables qui améliorent la tolérance thermique sans dégrader les autres performances biologiques », avec une symbiose stable dans le temps.
À cela, Ranjeet Bhagooli répond que les limites des stratégies actuelles sont globales. « La restauration corallienne ne fonctionne pas seulement mal dans les États insulaires comme Maurice, mais dans de nombreuses régions du monde », constate-t-il. La cause principale est structurelle et « les coraux utilisés ne sont pas suffisamment adaptés à la rapidité sans précédent du changement climatique. »
Autrement dit, « le rythme d’augmentation de la température de l’eau dépasse la capacité d’adaptation naturelle des coraux. » La conséquence directe est que « les récifs subissent des épisodes sévères de blanchissement suivis d’une mortalité extensive. » En outre, à Maurice, des facteurs locaux aggravent la situation, notamment « des crues soudaines plus fréquentes et plus intenses entraînent une forte sédimentation et des apports d’eau douce dans les lagons », affectant particulièrement « les nurseries coralliennes et les récifs frangeants. »
Quid de Rodrigues ? Il avance que l’île présente certains atouts naturels. « La présence de vastes lagons et une bonne circulation de l’eau via les chenaux pourraient expliquer une meilleure survie des coraux. » De plus, « le contrôle de la sédimentation grâce à une végétation côtière adaptée contribue à améliorer les conditions dans certaines zones lagunaires. »Mais cette résilience reste relative. « L’augmentation de la température de l’eau de mer constitue toujours une menace pour l’avenir des récifs à Rodrigues », ce qui implique également « d’envisager des approches d’évolution assistée. »
À cet effet, pour renforcer la résilience des récifs mauriciens, plusieurs priorités sont énoncées pour « identifier précisément et tester la tolérance thermique des espèces coralliennes locales » ; « améliorer cette tolérance via des approches d’évolution assistée adaptées aux coraux mauriciens » et « étudier les dynamiques hydrodynamiques et les processus de sédimentation »afin d’améliorer la circulation de l’eau et réduire les contraintes environnementales.
Cependant le défi est de taille, car « les eaux mauriciennes abritent au moins 160 espèces de coraux présentant des tolérances thermiques différentes », ce qui implique « un effort et un investissement considérables. » Pour accélérer les progrès, les scientifiques proposent une transformation du modèle de recherche. Et trois catalyseurs sont jugés essentiels dont en premier lieu le déploiement des recherches à grande échelle. « L’extension des recherches de terrain à grande échelle est prioritaire pour permettre de traiter simultanément plusieurs questions scientifiques », dit-il.
Rodrigues : des conditions plus favorables, mais pas suffisantes
Ils plaident aussi pour un financement sur le long terme, car « il faut entre trois et sept ans pour qu’un corail atteigne la maturité reproductive, alors que la plupart des financements durent seulement deux à trois ans. » D’où la nécessité de « programmes couvrant plusieurs générations. » Puis, il incombe de protéger les infrastructures expérimentales. « La perte de ces hubs lors d’événements extrêmes entraînerait des pertes financières importantes et des retards catastrophiques », souligne-t-il. Ces hubs marqueraient ainsi une rupture avec le modèle actuel« au lieu d’études isolées à petite échelle, des expériences coordonnées seraient menées par des consortiums internationaux. »
Ils intégreraient également des « biobanques vivantes », des coraux reproduits « sexuellement et asexuellement »et des suivis sur plusieurs années en conditions naturelles. Par ailleurs, « ces hubs ne doivent pas être limités aux pays développés, mais répondre aussi aux besoins des pays en développement », avec une implication forte des chercheurs et communautés locales.
Malgré les incertitudes, une trajectoire reste envisageable. « Une stratégie coordonnée de recherche et de développement, impliquant des expériences de terrain à grande échelle sur de multiples espèces et sur plusieurs générations, est indispensable », affirme Ranjeet Bhagooli. Toutefois, « le potentiel adaptatif des coraux est contraint par les voies biochimiques présentes dans le métagénome du holobionte. »Selon lui et plusieurs autres experts, « la réduction des émissions de gaz à effet de serre reste essentielle pour maximiser le temps disponible pour l’adaptation. »
Dans ce contexte, l’évolution assistée apparaît comme une solution de transition dans le sens où « elle peut permettre aux coraux d’accélérer leur adaptation aux conditions de réchauffement et de gagner du temps face à la rapidité sans précédent du changement climatique. » Un temps précieux — et peut-être la seule fenêtre d’action encore ouverte pour préserver les récifs coralliens.
