vignette|Une colonie de coraux blanchie par la pollution Les impacts des pollutions anthropiques sur les récifs coralliens sont les conséquences de l'activité humaine sur la santé et la survie des barrières de corail, écosystèmes marins particulièrement sensibles aux pollutions.
Introduction Alimentation Le corail, qui est un animal de la famille des Cnidaires et de la classe des Anthozoaires, possède un orifice entouré de tentacules, lui permettant notamment de capturer des proies afin de s’alimenter.
Habitat Les coraux vivent en colonie dans des mers chaudes (lorsque les températures sont comprises entre 20 et 27°C). C'est pourquoi ces derniers prospèrent entre 30° de latitude nord et 30° de latitude sud. En effet, c'est dans cette zone qu'ils disposent des conditions nécessaires à la fabrication d’un squelette externe calcaire et dur qui est à l'origine de la construction d'un récif corallien.
Les récifs coralliens Un récif corallien est une association symbiotique entre un animal (l'hôte) et une algue unicellulaire dinoflagellée (le symbiote). Au sein de cette association, les algues dinoflagellées du genre Symbiodinium (« zooxanthelles ») résident dans les cellules gastro dermiques du corail hôte.
Les techniques génomiques modernes démontrent que de nombreuses espèces de coraux peuvent s'associer à plusieurs types de zooxanthelles (souvent simultanément), bien que la mesure dans laquelle cette flexibilité est disponible pour tous les coraux symbiotiques reste incertaine.
Les coraux rendent des services écosystémiques importants (nourriture, protection des côtes), et on sait à ce jour qu'un tiers des espèces de coraux sont menacées d'extinction. En effet, les diverses activités anthropiques (agriculture, mauvaise gestion des déchets) ainsi que le réchauffement climatique ne cessent d’affecter ces maillons de la biodiversité essentiels à notre survie.
Depuis le premier événement de blanchiment de masse à l'échelle mondiale de 1983, la fréquence et la gravité des événements de blanchissement à grande échelle ont considérablement augmenté. Lorsque cela se produit, les récifs coralliens sont en danger car cela signifie que le corail perd son algue symbiotique et ne sont en conséquence plus en mesure d’assurer leurs rôles.
Pollution azotée De nos jours, l'eutrophisation est une menace croissante pour les habitats des récifs coralliens. L'eutrophisation s'est accélérée ces dernières années avec notamment les éléments nutritifs côtiers, et cela devrait continuer à augmenter sous l'effet du changement climatique. Il est avéré que cette dernière augmente la vulnérabilité des coraux au blanchissement thermique.
Cependant, les mécanismes par lesquels la pollution par les nutriments affecte les coraux et les récifs coralliens sont encore débattus, particulièrement en ce qui concerne l'azote.
D'une part, l'enrichissement en azote peuvent affecter directement la physiologie des coraux ainsi que leur résilience. D'autre part, cette pollution les affecte de manière indirecte en favorisant la croissance d'autres organismes.
Effet direct Une tolérance réduite à la chaleur La forte productivité et l'accrétion de carbonate de calcium dans les écosystèmes récifaux tropicaux d'eau peu profonde témoignent du succès évolutif de l'association symbiotique à l’origine des récifs coralliens.
Au sein de cette association, on retrouve des consortiums souvent mixtes des types de zooxanthelles qui vivent dans les tissus coralliens à des densités très élevées, réalisant une photosynthèse intensive.
Dans les conditions optimales des eaux tropicales, qui sont pauvres en nutriments, la grande majorité du carbone organique assimilé est généralement transloquée vers le corail, ce qui contribue de manière substantielle à ses besoins en carbone et en énergie.
Cependant, cette association est très sensible à toute augmentation supérieure à la moyenne de la température, et on sait que la présence d'azote en trop grande quantité (ce qui est souvent le cas, à cause des activités anthropiques) réduit la tolérance des coraux à la chaleur. L'exposition des communautés coralliennes à des températures supérieures de seulement 1-2°C au maximum moyen estival peut entraîner la rupture de la symbiose, se traduisant par l'expulsion du partenaire algal et provoquant le phénomène de blanchissement des coraux. C'est l'altération des mécanismes photosynthétiques des zooxanthelles qui entraîne cette réponse de blanchiment. Lorsque le blanchiment est grave et que la symbiose est incapable de se rétablir, le corail hôte meurt.
Une durée de blanchissement plus longue De récentes expériences ont démontré qu’il existait un lien direct entre un excès d'azote et le blanchiment des coraux. À plus grande échelle, les données provenant des Caraïbes et de la Grande Barrière de corail montrent des corrélations positives entre les concentrations d'azote dans la colonne d'eau et le blanchiment des coraux.
Les effets sur la croissance des coraux sont très variables en fonction des sources d'azote. Par exemple, l'enrichissement en nutriments via l'excrétion des poissons favorise la croissance des coraux alors que les nutriments d'origine anthropique l'inhibe. Ainsi, les différentes formes (nitrate ou ammonium/urée), et sources d'azote (anthropique vs dérivé des poissons) peuvent avoir des effets fondamentalement différents sur la biologie et la physiologie des coraux.
Taux réduits de calcification
Effets indirects Il existe des effets indirects qui peuvent affecter notamment la résilience des récifs coralliens (c'est-à-dire l'induction de maladies par la stimulation de virus), et de bactéries pathogènesP. Lesser Michael, I. Falcón Luisa, Rodríguez-Román Aimé, Enríquez Susana, HoeghGuldberg Ove, Iglesias-Prieto Roberto. 2007. "Nitrogen fixation by symbiotic cyanobacteria provides a source of nitrogen for the scleractinian coral Montastraea cavernosa". Marine Ecology Progress Series.
Un autre effet indirect pourrait être la prolifération du phytoplancton due à cet enrichissement en azote, qui peut également augmenter la fréquence de clonage et le taux de développement des larves de l'Acanthaster pourpre (Acanthaster planci, prédateurs naturels des coraux), augmentant ainsi la prédation des corauxD. Allen Jonathan, L. Richardson Emily, Deaker Dione, Agüera Antonio, Byrne Maria. 2019. "Larval cloning in the crown-of-thorns sea star, a keystone coral predator". Marine Ecology Progress Series.
Pollution par les microplastiques On trouve des débris de plastique sur les rivages du monde entier. Les plastiques constituent (de manière fiable) 70 % des déchets marins dans certaines régions. La dégradation des plastiques peut prendre 500 à . Ainsi, presque tout le plastique créé sur Terre existe toujours et est souvent altéré en plastiques plus petits, appelés microplastiques, dont des particules font moins de 5 mm. Les sources de microplastiques sont diverses et comprennent, par exemple, les vêtements et les pneus de voiture. Ils sont transportés par les eaux de ruissellement, les vents et les voies navigables.
Les microplastiques sont omniprésents, c'est pourquoi on s'intéresse à leurs impacts sur les organismes marins. Des études récentes ont montré que divers organismes ingèrent des microplastiques, sachant que ces derniers ont le potentiel d'être transférés à travers le réseau trophique.
Après l'ingestion, les organismes peuvent souffrir d'une nutrition réduite, mourant de faim avec un système digestif plein. Cela s'explique par le fait que des microplastiques aient été trouvés dans le tube digestif d'invertébrés et de poissons d'habitats divers.
Les récifs coralliens font partie des régions les plus riches en biodiversité de l'océan, puisqu'ils abritent 25 à 33 % de la vie marine connue. Le corail se nourrit majoritairement d'organismes microscopiques ainsi que de débris organiques. En tant que filtreurs ou suspensivores, les invertébrés marins benthiques sont vulnérables à l'ingestion de microplastiques. Les coraux peuvent donc eux aussi ingérer des microplastiques. À noter que la dynamique d'ingestion est probablement spécifique à chaque espèce. L'ingestion de microplastiques par le corail tempéré Astrangia poculata a été étudiée en 2019D. Rotjan Randi, H. Sharp Koty, E. Gauthier Anna, Yelton Rowan, M. Baron Lopez Eliya, Carilli Jessica, C. Kagan Jonathan et al. 2019. "Patterns, dynamics and consequences of microplastic ingestion by the temperate coral, Astrangia poculata". The Royal Society Publishing . Il a été détecté en moyenne plus de 100 particules microplastiques par polype dans des colonies capturées à l'état sauvage au niveau de Rhode Island.
Certains coraux blanchissent et subissent une nécrose tissulaire, tandis que d'autres produisent du mucus, des particules en surnombre ou s'attachent à elles-mêmes.
Le corail d'eau froide Lophelia pertusa a connu des taux de croissance squelettique réduits lorsqu'il a été exposé à des microplastiques, alors que l'ingestion de microplastiques n'a eu aucun effet sur la calcification de deux espèces de récifs des Caraïbes peu profonds.
En réponse à l'exposition aux microplastiques, Pocillopora damicornis a montré une augmentation du stress et une diminution de la fonction immunitaire, mais Porites lute a été capable d'augmenter la production de mucus et n'a montré aucun effet négatif sur la santé.
L'exposition aux microplastiques sur les symbioses cnidaires-algues est également variée, allant de l'absence de changement dans la densité de la symbiose à la perturbation de celle-ci. Les mécanismes de réponse des coraux aux microplastiques ne sont pas bien compris, mais certains coraux peuvent utiliser la chimioréception pour ingérer préférentiellement les particules microplastiques. Il est probable que les microplastiques seront présents dans presque tous les taxons des animaux examinés, d'où la nécessité impérative et urgente de comprendre les schémas, la dynamique, les mécanismes et les conséquences de l'ingestion.
Pour ce, des études ont été menées sur le corail Astrangia poculata. Son aire de répartition comprend les habitats côtiers des États-Unis, du nord de la baie de Buzzards au golfe du Mexique. Il est également présent le long de la côte américaine du Golfe du Mexique et des Bermudes. Les objectifs de cette étude comprenaient l’identification et les conséquences de l’ingestion des microplastiques sur l’alimentation ultérieure.
Un effet barrière à l'ingestion Lorsque les coraux ont été exposés à des copépodes ou à des crevettes saumonées vivantes après une exposition de 15 minutes aux œufs de crevettes en saumure ou aux microbilles, il n'y avait pas de différence significative entre les quantités de nouvelles proies consommées. De même, lorsque les coraux ont été initialement exposés aux œufs de crevettes en saumure, ils ont continué à manger des œufs de crevettes en saumure lorsqu'ils ont été exposés à nouveau. Cependant, aucun œuf de crevettes en saumure n'a été mangé par les polypes après une exposition initiale de 15 min aux microbilles. De même, les coraux qui ont été exposés simultanément aux œufs de crevettes en saumure et aux microbilles ont ingéré préférentiellement les microbilles (test de permutation apparié).
Toutes les expériences ont démontré qu'Astrangia poculata présente une ingestion préférentielle de microplastiques, ce qui pourrait avoir des implications importantes pour sa nutrition. De fortes concentrations de microplastiques ont été trouvées, et la majorité étaient des fibres. Ainsi, les coraux peuvent à la fois subir une perte d'apport nutritif en mangeant des microplastiques non nutritifs, mais également subir une perte d'énergie due à l'effort qui est nécessaire à l'ingestion ainsi qu’au rejet de ces derniers.