récif de corail

Un récif corallien est un écosystème sous-marin caractérisé par des coraux constructeurs de récifs . Les récifs sont formés de colonies de polypes coralliens maintenus ensemble par du carbonate de calcium . ^[1] La plupart des récifs coralliens sont construits à partir de coraux durs , dont les polypes se regroupent en groupes.

Vidéo externe
Chasser le corail – Netflix, épisode complet

Le corail appartient à la classe Anthozoa dans le phylum animal Cnidaria , qui comprend les anémones de mer et les méduses . Contrairement aux anémones de mer, les coraux sécrètent des exosquelettes de carbonate dur qui soutiennent et protègent le corail. La plupart des récifs poussent mieux dans des eaux chaudes, peu profondes, claires, ensoleillées et agitées. Les récifs coralliens sont apparus pour la première fois il y a 485 millions d’années, à l’aube de l’ Ordovicien inférieur, déplaçant les récifs microbiens et spongieux du Cambrien . ^[2]

Parfois appelées forêts tropicales de la mer , ^[3] les récifs coralliens peu profonds forment certains des écosystèmes les plus diversifiés de la Terre. Ils occupent moins de 0,1 % de la surface océanique mondiale, soit environ la moitié de la surface de la France, et pourtant ils abritent au moins 25 % de toutes les espèces marines , ^{[4] [5] [6] [7]} dont les poissons , les mollusques , vers , Crustacés , échinodermes , éponges , tuniciers et autres Cnidaires . ^[8]Les récifs coralliens prospèrent dans les eaux océaniques qui fournissent peu de nutriments. On les trouve le plus souvent à faible profondeur dans les eaux tropicales, mais les récifs coralliens d’ eau profonde et d’eau froide existent à plus petite échelle dans d’autres régions.

Les récifs coralliens ont diminué de 50 % depuis 1950, en partie parce qu’ils sont sensibles aux conditions de l’eau. ^{[9] Ils} sont menacés par l’excès de nutriments ( azote et phosphore), l’augmentation de la teneur en chaleur et de l’ acidification des océans , la surpêche ( p . pratiques, y compris le ruissellement et les suintements (par exemple, des puits d’injection et des puisards). ^{[11] [12] [13]}

Les récifs coralliens fournissent des services écosystémiques pour le tourisme, la pêche et la protection du littoral . La valeur économique mondiale annuelle des récifs coralliens a été estimée entre 30 et 375 milliards de dollars américains (estimations de 1997 et 2003) ^{[14] [15]} à 2,7 billions de dollars américains (estimation de 2020) ^[16] à 9,9 billions de dollars américains (estimation de 2014). estimation). ^[17]

Formation

La plupart des récifs coralliens se sont formés après la dernière période glaciaire lorsque la fonte des glaces a fait monter le niveau de la mer et inondé les plateaux continentaux . La plupart des récifs coralliens ont moins de 10 000 ans. Au fur et à mesure que les communautés se sont établies, les récifs ont grandi vers le haut, rythmant la montée du niveau de la mer . Les récifs qui montaient trop lentement pouvaient se noyer, sans lumière suffisante. ^[18] Les récifs coralliens se trouvent en haute mer, loin des plateaux continentaux , autour des îles océaniques et des atolls . La majorité de ces îles sont d’origine volcanique . D’autres ont des origines tectoniques où les mouvements des plaquessoulevé le fond de l’océan profond.

Dans La structure et la distribution des récifs coralliens ^[19] , Charles Darwin a exposé sa théorie de la formation des récifs des atolls, une idée qu’il a conçue lors du voyage du Beagle . Il a émis l’hypothèse que le soulèvement et l’affaissement de la croûte terrestre sous les océans formaient les atolls. ^[20] Darwin a présenté une séquence de trois étapes dans la formation d’un atoll. Un récif frangeant se forme autour d’une île volcanique éteinte à mesure que l’île et le fond de l’océan s’affaissent. Au fur et à mesure que l’affaissement se poursuit, le récif frangeant devient un récif-barrière et finalement un Récif d’atoll.

• La théorie de Darwin part d’une île volcanique qui s’éteint

• Au fur et à mesure que l’île et le fond de l’océan s’affaissent, la croissance des coraux construit un récif frangeant , comprenant souvent un lagon peu profond entre la terre et le récif principal.

• Au fur et à mesure que l’affaissement se poursuit, le récif frangeant devient une plus grande barrière de corail plus éloignée du rivage avec un lagon plus grand et plus profond à l’intérieur.

• En fin de compte, l’île s’enfonce sous la mer et la barrière de corail devient un atoll entourant un lagon ouvert.

Darwin a prédit que sous chaque lagune se trouverait une base rocheuse , les vestiges du volcan d’origine. ^[21] Des recherches ultérieures ont soutenu cette hypothèse. La théorie de Darwin découlait de sa compréhension que les polypes coralliens se développent sous les tropiques où l’eau est agitée, mais ne peuvent vivre que dans une plage de profondeur limitée, commençant juste en dessous de la marée basse . Là où le niveau de la terre sous-jacente le permet, les coraux poussent autour de la côte pour former des récifs frangeants et peuvent éventuellement se développer pour devenir une barrière de corail.

Un récif frangeant peut mettre dix mille ans à se former, et un atoll peut prendre jusqu’à 30 millions d’années. ^[22]

Là où le fond monte, des récifs frangeants peuvent se développer autour de la côte, mais le corail élevé au-dessus du niveau de la mer meurt. Si la terre s’affaisse lentement, les récifs frangeants suivent le rythme en poussant vers le haut sur une base de corail mort plus ancien, formant une barrière de corail enfermant un lagon entre le récif et la terre. Une barrière de corail peut encercler une île, et une fois que l’île s’enfonce sous le niveau de la mer, un atoll à peu près circulaire de corail en croissance continue de suivre le niveau de la mer, formant un lagon central. Les récifs-barrières et les atolls ne forment généralement pas des cercles complets mais sont brisés par endroits par les tempêtes. Comme l’élévation du niveau de la mer , un fond qui s’affaisse rapidement peut submerger la croissance des coraux, tuant le corail et le récif, en raison de ce qu’on appelle la noyade des coraux . ^[23] Les coraux qui dépendentLes zooxanthelles peuvent mourir lorsque l’eau devient trop profonde pour que leurs Symbiotes effectuent une photosynthèse adéquate , en raison d’une exposition réduite à la lumière. ^[24]

Les deux principales variables déterminant la géomorphologie , ou la forme, des récifs coralliens sont la nature du substrat sur lequel ils reposent et l’historique de l’évolution du niveau de la mer par rapport à ce substrat.

La Grande Barrière de Corail , vieille d’environ 20 000 ans, offre un exemple de la formation des récifs coralliens sur les plateaux continentaux. Le niveau de la mer était alors inférieur de 120 m (390 pi) à celui du 21e siècle. ^{[25] [26]} Pendant que le niveau de la mer montait, l’eau et les coraux ont empiété sur ce qui avait été des collines de la plaine côtière australienne. Il y a 13 000 ans, le niveau de la mer était descendu à 60 m (200 pi) plus bas qu’actuellement, et de nombreuses collines des plaines côtières étaient devenues des îles continentales . Alors que l’élévation du niveau de la mer se poursuivait, l’eau a recouvert la plupart des îles continentales. Les coraux pourraient alors envahir les collines, formant des cayes et des récifs. Le niveau de la mer sur la Grande Barrière de Corail n’a pas beaucoup changé au cours des 6 000 dernières années. ^[26]L’âge de la structure récifale vivante est estimé entre 6 000 et 8 000 ans. ^[27] Bien que la Grande Barrière de Corail se soit formée le long d’un plateau continental, et non autour d’une île volcanique, les principes de Darwin s’appliquent. Le développement s’est arrêté au stade du récif barrière, puisque l’Australie n’est pas près de submerger. Il a formé la plus grande barrière de corail du monde, à 300–1 000 m (980–3 280 pieds) du rivage, s’étendant sur 2 000 km (1 200 mi). ^[28]

Les récifs coralliens tropicaux sains poussent horizontalement de 1 à 3 cm (0,39 à 1,18 po) par an et poussent verticalement de 1 à 25 cm (0,39 à 9,84 po) par an; cependant, ils ne poussent qu’à des profondeurs inférieures à 150 m (490 pieds) en raison de leur besoin de lumière solaire et ne peuvent pas pousser au-dessus du niveau de la mer. ^[29]

Matériel

Comme son nom l’indique, les récifs coralliens sont constitués de squelettes de coraux provenant de colonies de coraux pour la plupart intactes. Au fur et à mesure que d’autres éléments chimiques présents dans les coraux s’incorporent aux dépôts de carbonate de calcium, l’ aragonite se forme. Cependant, des fragments de coquillages et des restes d’ algues coralliennes telles que le genre Halimeda segmenté en vert peuvent renforcer la capacité du récif à résister aux dommages causés par les tempêtes et autres menaces. De tels mélanges sont visibles dans des structures telles que l’ Atoll d’Eniwetok . ^[30]

Les types

Depuis l’identification par Darwin des trois formations récifales classiques – le récif frangeant autour d’une île volcanique devenant un récif-barrière puis un atoll ^[31] – les scientifiques ont identifié d’autres types de récifs. Alors que certaines sources n’en trouvent que trois, ^{[32] [33]} Thomas et Goudie énumèrent quatre “principaux types de récifs coralliens à grande échelle” – le récif frangeant, le récif barrière, l’atoll et le récif de table ^[34] – tandis que Spalding et al. énumérez cinq “types principaux” – le récif frangeant, le récif barrière, l’atoll, le “récif de banc ou de plate-forme” et le récif patch. ^[35]

Récif frangeant

Récif frangeant Récif frangeant à Eilat à la pointe sud d’ Israël

Un récif frangeant, également appelé récif côtier, ^[36] est directement attaché à un rivage, ^[37] ou le borde avec un chenal ou un lagon étroit et peu profond intermédiaire. ^[38] C’est le type de récif le plus courant. ^[38] Les récifs frangeants suivent les côtes et peuvent s’étendre sur plusieurs kilomètres. ^[39] Ils mesurent généralement moins de 100 mètres de large, mais certains mesurent des centaines de mètres de large. ^[40] Les récifs frangeants se forment initialement sur le rivage à l’ étiageniveler et s’étendre vers la mer à mesure qu’ils grandissent. La largeur finale dépend de l’endroit où le fond marin commence à baisser fortement. La surface du récif frangeant reste généralement à la même hauteur : juste en dessous de la ligne de flottaison. Dans les récifs frangeants plus anciens, dont les régions extérieures sont poussées loin dans la mer, la partie intérieure est approfondie par l’érosion et finit par former un lagon . ^[41] Les lagons des récifs frangeants peuvent atteindre plus de 100 mètres de large et plusieurs mètres de profondeur. Comme le récif frangeant lui-même, ils sont parallèles à la côte. Les récifs frangeants de la mer Rouge sont “parmi les mieux développés au monde” et se trouvent le long de toutes ses côtes, sauf au large des baies sablonneuses. ^[42]

Barrière de corail

Barrière de corail

Les barrières de corail sont séparées d’une côte continentale ou insulaire par un chenal profond ou un lagon . ^[38] Ils ressemblent aux stades ultérieurs d’un récif frangeant avec son lagon mais diffèrent de ce dernier principalement par la taille et l’origine. Leurs lagons peuvent mesurer plusieurs kilomètres de large et 30 à 70 mètres de profondeur. Surtout, le bord externe du récif au large s’est formé en eau libre plutôt qu’à côté d’un rivage. Comme un atoll, on pense que ces récifs se sont formés soit lorsque le fond marin s’est abaissé, soit lorsque le niveau de la mer s’est élevé. La formation prend beaucoup plus de temps que pour un récif frangeant, les récifs barrières sont donc beaucoup plus rares.

L’exemple le plus connu et le plus grand d’une barrière de corail est la Grande Barrière de Corail australienne . ^{[38] [43]} D’autres exemples majeurs sont la barrière de corail du Belize et la barrière de corail de Nouvelle-Calédonie . ^[43] Des récifs barrières se trouvent également sur les côtes de Providencia , ^[43] Mayotte , les îles Gambier , sur la côte sud-est de Kalimantan , sur certaines parties de la côte de Sulawesi , au sud -est de la Nouvelle-Guinée et sur la côte sud de l’archipel de la Louisiade .

Plate-forme de récif

Plate-forme de récif

Les récifs de plate-forme, diversement appelés bancs ou récifs de table, peuvent se former sur le plateau continental , ainsi qu’en haute mer, en fait partout où le fond marin s’élève suffisamment près de la surface de l’océan pour permettre la croissance de zooxanthèmes formant des récifs. coraux. ^[44] Les récifs de plate-forme se trouvent dans le sud de la Grande Barrière de Corail, le groupe Swain ^[45] et le groupe Capricorne ^[46] sur le plateau continental, à environ 100 à 200 km de la côte. Certains récifs de plate-forme du nord des Mascareignes sont à plusieurs milliers de kilomètres du continent. Contrairement aux récifs frangeants et barrières qui ne s’étendent que vers la mer, les récifs plateformes poussent dans toutes les directions. ^[44]Ils sont de taille variable, allant de quelques centaines de mètres à plusieurs kilomètres de diamètre. Leur forme habituelle est ovale à allongée. Certaines parties de ces récifs peuvent atteindre la surface et former des bancs de sable et de petites îles autour desquelles peuvent se former des récifs frangeants. Un lagon peut se former au milieu d’une plate-forme récifale.

Les récifs de plate-forme peuvent être trouvés dans les atolls. Là, ils sont appelés patch reefs et peuvent n’atteindre que quelques dizaines de mètres de diamètre. Là où les récifs de plate-forme se forment sur une structure allongée, par exemple une ancienne barrière de corail érodée, ils peuvent former un arrangement linéaire. C’est le cas, par exemple, sur la côte est de la mer Rouge près de Djeddah . Dans les anciens récifs de plate-forme, la partie interne peut être si fortement érodée qu’elle forme un pseudo-atoll. ^[44] Ceux-ci ne peuvent être distingués des atolls réels que par une enquête détaillée, comprenant éventuellement un forage carotté. Certains récifs de plate -forme des Laccadives sont en forme de U, en raison du vent et de l’écoulement de l’eau.

Atoll

Formation d’un atoll selon Charles Darwin

Les atolls ou récifs d’atolls sont une barrière de corail plus ou moins circulaire ou continue qui s’étend tout autour d’un lagon sans îlot central. ^[47] Ils sont généralement formés à partir de récifs frangeants autour d’îles volcaniques. ^[38] Au fil du temps, l’île s’érode et s’enfonce sous le niveau de la mer. ^[38] Les atolls peuvent également être formés par l’enfoncement du fond marin ou la montée du niveau de la mer. Un anneau de récifs en résulte, qui renferme un lagon. Les atolls sont nombreux dans le Pacifique Sud, où ils se trouvent généralement au milieu de l’océan, par exemple, dans les îles Caroline , les îles Cook , la Polynésie française , les îles Marshall etMicronésie . ^[43]

Les atolls se trouvent dans l’océan Indien, par exemple aux Maldives , aux Îles Chagos , aux Seychelles et autour de l’île Cocos . ^[43] Les Maldives entières se composent de 26 atolls. ^[48]

Autres types ou variantes de récifs

Un petit atoll aux Maldives Caye habitée aux Maldives

• Apron reef – récif court ressemblant à un récif frangeant, mais plus incliné; s’étendant vers l’extérieur et vers le bas à partir d’un point ou d’un rivage péninsulaire. Le stade initial d’un récif frangeant. ^[36]
• Récif de banc – récif isolé à sommet plat plus grand qu’un récif patch et généralement situé dans les régions du milieu du plateau et de forme linéaire ou semi-circulaire; une sorte de plate-forme récifale. ^[43]
• Patch reef – affleurement récifal commun, isolé, relativement petit, généralement dans un lagon ou une baie , souvent circulaire et entouré de sable ou d’ herbes marines . Peut être considéré comme un type de plate-forme récifale ^{[ qui ? ]} ou comme caractéristiques des récifs frangeants, des atolls et des récifs-barrières. ^[43] Les parcelles peuvent être entourées d’un anneau de couverture réduite d’herbes marines appelé halo de pâturage . ^[49]
• Récif ruban – récif long, étroit, éventuellement sinueux, généralement associé à un lagon d’atoll. Aussi appelé récif de bord de plateau ou récif de seuil. ^[36]
• Habili – récif spécifique à la Mer Rouge ; n’atteint pas suffisamment la surface pour provoquer un ressac visible ; peut être un danger pour les navires (de l’ arabe pour “à naître”)
• Microatoll – communauté d’espèces de coraux; croissance verticale limitée par la hauteur moyenne des marées ; les morphologies de croissance offrent un enregistrement à faible résolution des schémas de changement du niveau de la mer ; les restes fossilisés peuvent être datés à l’aide de la datation au carbone radioactif et ont été utilisés pour reconstruire les niveaux de la mer à l’Holocène ^[50]
• Cayes – petites îles sablonneuses à basse altitude formées à la surface des récifs coralliens à partir de matériaux érodés qui s’accumulent, formant une zone au-dessus du niveau de la mer; peut être stabilisé par les végétaux pour devenir habitable ; se produisent dans des environnements tropicaux dans les océans Pacifique , Atlantique et Indien (y compris les Caraïbes et sur la Grande Barrière de Corail et la Barrière de Corail du Belize), où ils fournissent des terres habitables et agricoles
• Mont sous- marin ou guyot – formé lorsqu’un récif corallien sur une île volcanique s’affaisse; les sommets des monts sous-marins sont arrondis et les guyots sont plats ; les sommets plats des guyots, ou supports de table , sont dus à l’érosion par les vagues, les vents et les processus atmosphériques

Zones

Les trois zones principales d’un récif corallien : le récif avant, la crête récifale et le récif arrière

Les écosystèmes des récifs coralliens contiennent des zones distinctes qui abritent différents types d’habitats. Habituellement, trois zones principales sont reconnues : le récif avant, la crête récifale et le récif arrière (souvent appelé lagon récifal).

Les trois zones sont physiquement et écologiquement interconnectées. La vie des récifs et les processus océaniques créent des opportunités d’échange d’ eau de mer , de sédiments , de nutriments et de vie marine.

La plupart des récifs coralliens existent dans des eaux de moins de 50 m de profondeur. Certains habitent les plateaux continentaux tropicaux où les remontées d’eau fraîches et riches en nutriments ne se produisent pas, comme la Grande Barrière de Corail . D’autres se trouvent dans les profondeurs océaniques entourant les îles ou sous forme d’atolls, comme aux Maldives . Les récifs entourant les îles se forment lorsque les îles s’enfoncent dans l’océan, et les atolls se forment lorsqu’une île s’enfonce sous la surface de la mer.

Alternativement, Moyle et Cech distinguent six zones, bien que la plupart des récifs ne possèdent que certaines des zones. ^[51]

L’eau de la zone de surface récifale est souvent agitée. Ce schéma représente un récif sur un plateau continental . Les vagues d’eau à gauche se déplacent sur le fond hors récif jusqu’à ce qu’elles rencontrent la pente récifale ou l’avant récif . Ensuite, les vagues passent au-dessus de la crête peu profonde du récif . Lorsqu’une vague pénètre dans des eaux peu profondes, elle s’élève , c’est-à-dire qu’elle ralentit et que la hauteur de la vague augmente.

La surface du récif est la partie la moins profonde du récif. Elle est soumise aux surcotes et aux marées . Lorsque les vagues passent au-dessus des zones peu profondes, elles forment des hauts-fonds , comme le montre le diagramme ci-contre. Cela signifie que l’eau est souvent agitée. Ce sont les conditions précises dans lesquelles les coraux s’épanouissent. La lumière est suffisante pour la photosynthèse par les zooxanthelles symbiotiques, et l’eau agitée apporte du plancton pour nourrir le corail.

Le fond hors récif est le fond marin peu profond entourant un récif. Cette zone se trouve à côté des récifs sur les plateaux continentaux. Les récifs autour des îles tropicales et des atolls tombent brusquement à de grandes profondeurs et n’ont pas un tel plancher. Généralement sablonneux, le fond supporte souvent des herbiers marins qui sont des zones d’alimentation importantes pour les poissons de récif.

Le tombant récifal est, sur ses 50 premiers mètres, un habitat pour les poissons de récif qui trouvent refuge sur la falaise et le plancton dans l’eau à proximité. La zone de dépôt s’applique principalement aux récifs entourant les îles et les atolls océaniques.

La face récifale est la zone au-dessus du fond récifal ou du tombant récifal. Cette zone est souvent la zone la plus diversifiée du récif. Les coraux et les algues calcaires fournissent des habitats complexes et des zones qui offrent une protection, telles que des fissures et des crevasses. Les invertébrés et les algues épiphytes fournissent une grande partie de la nourriture aux autres organismes. ^[51] Une caractéristique commune de cette zone d’avant-récif est la formation d’éperons et de rainures qui servent à transporter les sédiments vers le bas.

Le platier récifal est le platier à fond sablonneux, qui peut se trouver derrière le récif principal, contenant des morceaux de corail. Cette zone peut délimiter un lagon et servir de zone de protection, ou se situer entre le récif et le rivage, et dans ce cas il s’agit d’une zone plate et rocheuse. Les poissons ont tendance à le préférer lorsqu’il est présent. ^[51]

Le lagon récifal est une région entièrement fermée, ce qui crée une zone moins affectée par l’action des vagues et contient souvent de petites plaques récifales. ^[51]

Cependant, la “topographie des récifs coralliens change constamment. Chaque récif est constitué de plaques irrégulières d’algues, d’ invertébrés sessiles , de roche nue et de sable. La taille, la forme et l’abondance relative de ces plaques changent d’année en année en réponse à les différents facteurs qui favorisent un type de patch par rapport à un autre. La croissance du corail, par exemple, produit des changements constants dans la structure fine des récifs. À plus grande échelle, les tempêtes tropicales peuvent détruire de grandes sections de récifs et provoquer le déplacement des rochers sur les zones sablonneuses. .” ^[52]

Emplacements

Emplacements des récifs coralliens Limite pour isothermes 20 °C . La plupart des coraux vivent à l’intérieur de cette limite. Notez les eaux plus froides causées par les remontées d’eau sur la côte sud-ouest de l’Afrique et au large des côtes du Pérou. Cette carte montre les zones d’ upwelling en rouge. Les récifs coralliens ne se trouvent pas dans les zones côtières où se produisent des upwellings plus froids et riches en nutriments.

On estime que les récifs coralliens couvrent 284 300 km ² (109 800 milles carrés), ^[53] un peu moins de 0,1% de la surface des océans. La région Indo-Pacifique (y compris la mer Rouge , l’océan Indien , l’Asie du Sud-Est et le Pacifique ) représente 91,9 % de ce total. L’Asie du Sud-Est représente 32,3 % de ce chiffre, tandis que le Pacifique, y compris l’Australie , représente 40,8 %. Les récifs coralliens de l’Atlantique et des Caraïbes représentent 7,6 %. ^[5]

Bien que les coraux existent à la fois dans les eaux tempérées et tropicales, les récifs peu profonds ne se forment que dans une zone s’étendant d’environ 30° N à 30° S de l’équateur. Les coraux tropicaux ne poussent pas à des profondeurs supérieures à 50 mètres (160 pieds). La température optimale pour la plupart des récifs coralliens est de 26 à 27 ° C (79 à 81 ° F) et peu de récifs existent dans des eaux inférieures à 18 ° C (64 ° F). ^[54] Cependant, les récifs du golfe Persique se sont adaptés à des températures de 13 °C (55 °F) en hiver et de 38 °C (100 °F) en été. ^[55] 37 espèces de coraux scléractiniens habitent un tel environnement autour de l’île de Larak . ^[56]

Le corail des eaux profondes habite de plus grandes profondeurs et des températures plus froides à des latitudes beaucoup plus élevées, aussi loin au nord que la Norvège. ^[57] Bien que les coraux d’eau profonde puissent former des récifs, on sait peu de choses à leur sujet.

Les récifs coralliens sont rares le long des côtes ouest des Amériques et de l’ Afrique , principalement en raison de la remontée d’eau et des forts courants côtiers froids qui réduisent la température de l’eau dans ces zones ( respectivement les courants du Pérou , de Benguela et des Canaries ). ^[58] Les coraux sont rarement trouvés le long du littoral de l’Asie du Sud – de la pointe orientale de l’Inde ( Chennai ) aux frontières du Bangladesh et du Myanmar ^[5] – ainsi que le long des côtes du nord -est de l’Amérique du Sud et du Bangladesh, en raison de l’eau douce sortie de l’ Amazonieet le Gange respectivement.

• La Grande Barrière de Corail – la plus grande, comprenant plus de 2 900 récifs individuels et 900 îles s’étendant sur plus de 2 600 kilomètres (1 600 mi) au large du Queensland, en Australie
• Le système de barrière de corail mésoaméricaine – le deuxième plus grand, s’étendant sur 1000 kilomètres (620 mi) d’ Isla Contoy à la pointe de la péninsule du Yucatán jusqu’aux îles de la baie du Honduras
• La barrière de corail de Nouvelle-Calédonie – deuxième plus longue double barrière de corail, couvrant 1500 kilomètres (930 mi)
• La barrière de corail d’ Andros, aux Bahamas – troisième plus grande, après la côte est de l’île d’Andros, aux Bahamas, entre Andros et Nassau
• La mer Rouge – comprend des récifs frangeants vieux de 6 000 ans situés le long d’un littoral de 2 000 km (1 240 mi)
• Le Florida Reef Tract – le plus grand récif continental des États-Unis et la troisième plus grande barrière de corail, s’étend de Soldier Key , situé dans la baie de Biscayne , jusqu’aux Dry Tortugas dans le golfe du Mexique ^[59]
• Pulley Ridge – récif corallien photosynthétique le plus profond, Floride
• De nombreux récifs autour des Maldives
• La zone de récifs coralliens des Philippines , la deuxième plus grande d’Asie du Sud-Est, est estimée à 26 000 kilomètres carrés. On y trouve 915 espèces de poissons de récif et plus de 400 espèces de coraux scléractiniens dont 12 endémiques.
• Les îles Raja Ampat, dans la province indonésienne de Papouasie occidentale , offrent la plus grande diversité marine connue. ^[60]
• Les Bermudes sont connues pour leur système de récifs coralliens le plus au nord, situé à 32,4°N 64,8°W . La présence de récifs coralliens à cette latitude élevée est due à la proximité du Gulf Stream . Les espèces de coraux des Bermudes représentent un sous-ensemble de celles trouvées dans la grande Caraïbe. ^[61]32°24′N 64°48′W /  / 32.4; -64.8
• Le récif corallien individuel le plus septentrional du monde est situé dans une baie de l’île japonaise de Tsushima, dans le détroit de Corée . ^[62]
• Le récif corallien le plus méridional du monde se trouve sur l’île Lord Howe , dans l’océan Pacifique, au large de la côte est de l’Australie.

corail

Schéma d’ anatomie d’un polype corallien

Lorsqu’ils sont vivants, les coraux sont des colonies de petits animaux intégrés dans des coquilles de carbonate de calcium . Les têtes de corail sont constituées d’accumulations d’animaux individuels appelés polypes , disposés sous diverses formes. ^[63] Les polypes sont généralement minuscules, mais leur taille peut aller d’une tête d’épingle à 12 pouces (30 cm) de diamètre.

Les coraux constructeurs de récifs ou hermatypiques ne vivent que dans la zone photique (au-dessus de 50 m), la profondeur à laquelle une quantité suffisante de lumière solaire pénètre dans l’eau. ^{[ citation nécessaire ]}

Zooxanthelles

Les polypes coralliens ne font pas de photosynthèse, mais entretiennent une relation symbiotique avec des algues microscopiques ( dinoflagellés ) du genre Symbiodinium , communément appelées zooxanthelles . Ces organismes vivent dans les tissus des polypes et fournissent des nutriments organiques qui nourrissent le polype sous forme de glucose , de glycérol et d’acides aminés . ^[64] En raison de cette relation, les récifs coralliens se développent beaucoup plus rapidement dans l’eau claire, qui admet plus de soleil. Sans leurs Symbiotes, la croissance des coraux serait trop lente pour former des structures récifales importantes. Les coraux tirent jusqu’à 90 % de leurs nutriments de leurs Symbiotes. ^[65]En retour, exemple de mutualisme , les coraux abritent les zooxanthelles, en moyenne un million pour chaque centimètre cube de corail, et fournissent un approvisionnement constant en dioxyde de carbone dont ils ont besoin pour la photosynthèse.

Les zooxanthelles , l’algue microscopique qui vit à l’intérieur du corail, lui donne sa couleur et lui fournit de la nourriture grâce à la photosynthèse Gros plan de polypes disposés sur un corail, agitant leurs tentacules. Il peut y avoir des milliers de polypes sur une seule branche de corail. Les coraux sont des animaux et non des plantes. Ils peuvent ressembler à des plantes car ils sont sessiles et prennent racine au fond de l’océan. Mais contrairement aux plantes, les coraux ne fabriquent pas leur propre nourriture. ^[66] Tableau corail

Les pigments variables des différentes espèces de zooxanthelles leur donnent un aspect général brun ou brun doré et donnent leurs couleurs aux coraux bruns. D’autres pigments tels que les rouges, les bleus, les verts, etc. proviennent de protéines colorées fabriquées par les animaux coralliens. Le corail qui perd une grande partie de ses zooxanthelles devient blanc (ou parfois des tons pastel chez les coraux pigmentés avec leurs propres protéines) et on dit qu’il est blanchi , une condition qui, si elle n’est pas corrigée, peut tuer le corail.

Il existe huit clades de phylotypes Symbiodinium . La plupart des recherches ont été menées sur les clades A–D. Chaque clade apporte ses propres avantages ainsi que des attributs moins compatibles à la survie de ses hôtes coralliens. Chaque organisme photosynthétique a un niveau spécifique de sensibilité aux photodommages des composés nécessaires à la survie, tels que les protéines. Les taux de régénération et de réplication déterminent la capacité de l’organisme à survivre. Le phylotype A se trouve davantage dans les eaux peu profondes. Il est capable de produire des acides aminés de type mycosporine résistants aux UV , en utilisant un dérivé de la glycérinepour absorber le rayonnement UV et leur permettre de mieux s’adapter aux températures de l’eau plus chaudes. En cas de dommages UV ou thermiques, si et quand la réparation se produit, cela augmentera la probabilité de survie de l’hôte et du symbiote. Cela conduit à l’idée que, évolutivement, le clade A est plus résistant aux UV et à la chaleur que les autres clades. ^[67]

Les clades B et C se trouvent plus fréquemment dans les eaux plus profondes, ce qui peut expliquer leur plus grande vulnérabilité à l’augmentation des températures. Les plantes terrestres qui reçoivent moins de lumière solaire parce qu’elles se trouvent dans les sous-bois sont analogues aux clades B, C et D. Étant donné que les clades B à D se trouvent à des profondeurs plus profondes, elles nécessitent un taux d’absorption de la lumière élevé pour pouvoir synthétiser autant d’énergie. . Avec des taux d’absorption élevés aux longueurs d’onde UV, ces phylotypes sont plus sujets au blanchissement des coraux que le clade peu profond A.

Il a été observé que le clade D est tolérant aux températures élevées et a un taux de survie plus élevé que les clades B et C lors des événements de blanchiment modernes . ^[67]

Squelette

Les récifs se développent à mesure que les polypes et d’autres organismes déposent du carbonate de calcium, ^{[68] [69]} la base du corail, en tant que structure squelettique sous et autour d’eux-mêmes, poussant le sommet de la tête de corail vers le haut et vers l’extérieur. ^[70] Les vagues, les poissons brouteurs (tels que les poissons perroquets ), les oursins , les éponges et d’autres forces et organismes agissent comme des bioérodateurs , décomposant les squelettes coralliens en fragments qui se déposent dans les espaces de la structure du récif ou forment des fonds sablonneux dans les lagons récifaux associés.

Les formes typiques des espèces de coraux sont nommées par leur ressemblance avec des objets terrestres tels que des cerveaux ridés , des choux, des dessus de table , des bois , des brins de fil et des piliers . Ces formes peuvent dépendre de l’histoire de la vie du corail, comme l’exposition à la lumière et l’action des vagues, ^[71] et des événements tels que les ruptures. ^[72]

la reproduction

Les coraux se reproduisent à la fois sexuellement et asexuellement. Un polype individuel utilise les deux modes de reproduction au cours de sa vie. Les coraux se reproduisent sexuellement par fécondation interne ou externe. Les cellules reproductrices se trouvent sur les mésentères , des membranes qui rayonnent vers l’intérieur à partir de la couche de tissu qui tapisse la cavité de l’estomac. Certains coraux adultes matures sont hermaphrodites ; d’autres sont exclusivement masculins ou féminins. Quelques espèces changent de sexe en grandissant.

Les œufs fécondés en interne se développent dans le polype pendant une période allant de quelques jours à plusieurs semaines. Le développement ultérieur produit une minuscule larve , connue sous le nom de planule . Les œufs fécondés de l’extérieur se développent pendant le frai synchronisé. Les polypes à travers un récif libèrent simultanément des œufs et du sperme dans l’eau en masse. Le frai se disperse sur une grande surface. Le moment du frai dépend de la période de l’année, de la température de l’eau et des cycles de marée et lunaires. Le frai est le plus réussi compte tenu de la faible variation entre la marée haute et la marée basse. Moins il y a de mouvement d’eau, meilleures sont les chances de fécondation. Le moment idéal se produit au printemps. La libération d’œufs ou de planula se produit généralement la nuit et est parfois en phase avec le cycle lunaire (trois à six jours après une pleine lune). La période allant de la libération à la fixation ne dure que quelques jours, mais certaines planules peuvent survivre à flot pendant plusieurs semaines. Au cours de ce processus, les larves peuvent utiliser plusieurs signaux différents pour trouver un emplacement approprié pour s’installer. À de longues distances, les sons des récifs existants sont probablement importants, ^[73] tandis qu’à de courtes distances, les composés chimiques deviennent importants. ^[74] Les larves sont vulnérables à la prédation et aux conditions environnementales. Les quelques planules chanceuses qui se fixent avec succès au substrat se disputent ensuite la nourriture et l’espace. ^{[citation nécessaire ]}

Autres constructeurs de récifs

Les coraux sont les constructeurs de récifs les plus prodigieux. Cependant, de nombreux autres organismes vivant dans la communauté récifale contribuent au carbonate de calcium squelettique de la même manière que les coraux. Il s’agit notamment d’algues coralliennes , de certaines éponges et de bivalves . ^[75] Les récifs sont toujours construits par les efforts combinés de ces différents phylums , avec différents organismes menant la construction de récifs à différentes périodes géologiques . ^{[ citation nécessaire ]}

Algues coralliennes

Algues corralines Lithothamnion sp.

Les algues coralliennes sont des contributeurs importants à la structure des récifs. Bien que leurs taux de dépôt de minéraux soient beaucoup plus lents que les coraux, ils sont plus tolérants à l’action brutale des vagues et contribuent ainsi à créer une croûte protectrice sur les parties du récif soumises aux plus grandes forces des vagues, telles que le front de récif faisant face au Océan ouvert. Ils renforcent également la structure du récif en déposant du calcaire en nappes sur la surface du récif. ^{[ citation nécessaire ]}

Éponges

Éponge nuage d’eau profonde

« Sclérosponge » est le nom descriptif de tous les Porifères qui construisent des récifs . Au début de la période cambrienne , les éponges Archaeocyatha étaient les premiers organismes constructeurs de récifs au monde, et les éponges étaient les seuls constructeurs de récifs jusqu’à l’ Ordovicien . Les sclérosponges aident toujours les coraux à construire des récifs modernes, mais comme les algues coralliennes, leur croissance est beaucoup plus lente que les coraux et leur contribution est (généralement) mineure. ^{[ citation nécessaire ]}

Dans le nord de l’océan Pacifique , les éponges nuageuses créent encore des structures minérales en eau profonde sans coraux, bien que les structures ne soient pas reconnaissables de la surface comme les récifs tropicaux. Ce sont les seuls organismes existants connus pour construire des structures semblables à des récifs dans l’eau froide. ^{[ citation nécessaire ]}

Bivalves

Huîtres orientales ( Crassostrea virginica )

Les récifs d’huîtres sont des agrégations denses d’ huîtres vivant dans des communautés coloniales. D’autres noms spécifiques à la région pour ces structures incluent les bancs d’huîtres et les bancs d’huîtres. Ils sont situés plus près du rivage et peuvent être partiellement exposés à l’air, en particulier à marée basse. Les larves d’huîtres ont besoin d’un substrat ou d’une surface dure pour se fixer, ce qui comprend les coquilles d’huîtres plus âgées ou mortes. Ainsi, les récifs peuvent s’accumuler au fil du temps à mesure que de nouvelles larves s’installent sur des individus plus âgés. C. virginica était autrefois abondant dans la baie de Chesapeake et sur les rivages bordant la plaine côtière de l’Atlantique jusqu’à la fin du XIXe siècle. ^[76] Ostrée angasiest une espèce d’huître plate qui avait également formé de grands récifs en Australie-Méridionale. ^[77]

Les Hippuritida, un ordre éteint de bivalves connus sous le nom de rudistes , étaient les principaux organismes constructeurs de récifs au cours du Crétacé . Au milieu du Crétacé, les rudistes sont devenus les constructeurs de récifs tropicaux dominants, devenant plus nombreux que les coraux scléractiniens. Pendant cette période, les températures des océans et les niveaux salins – auxquels les coraux sont sensibles – étaient plus élevés qu’aujourd’hui, ce qui a peut-être contribué au succès des récifs rudistes. ^[78]

Galerie des coraux constructeurs de récifs

Corail fluo

• Corail fluorescent ^[79]

• Corail cerveau

• Corail corne de cerf

• Fil spirale corail

• Corail pilier

• Corail champignon

• Corail labyrinthe

• Corail noir

• Algues coralliennes

• Corail corne d’élan

Le paradoxe de Darwin

Le paradoxe de Darwin

“Le corail… semble proliférer lorsque les eaux océaniques sont chaudes, pauvres, claires et agitées, ce que Darwin avait déjà constaté lors de son passage à Tahiti en 1842. Cela constitue un paradoxe fondamental, illustré quantitativement par l’apparente impossibilité d’équilibrer les apports et la production des éléments nutritifs qui contrôlent le métabolisme des polypes coralliens.

Des recherches océanographiques récentes ont mis en lumière la réalité de ce paradoxe en confirmant que l’ oligotrophie de la zone euphotique océanique persiste jusqu’à la crête récifale battue par la houle. Lorsque l’on approche des bords récifaux et des atolls depuis le quasi-désert du large, la quasi-absence de matière vivante devient soudain une pléthore de vie, sans transition. Alors pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien, et plus précisément, d’où viennent les nutriments nécessaires au fonctionnement de cette extraordinaire machine corallienne ?” — Francis Rougerie ^[80]

Dans The Structure and Distribution of Coral Reefs , publié en 1842, Darwin décrit comment des récifs coralliens ont été trouvés dans certaines zones tropicales mais pas dans d’autres, sans cause évidente. Les coraux les plus gros et les plus forts poussaient dans les parties du récif exposées aux vagues les plus violentes et les coraux étaient affaiblis ou absents là où des sédiments meubles s’accumulaient. ^[81]

Les eaux tropicales contiennent peu de nutriments ^[82] et pourtant un récif corallien peut s’épanouir comme une « oasis dans le désert ». ^[83] Cela a donné lieu à l’énigme de l’écosystème, parfois appelée “paradoxe de Darwin”: “Comment une production aussi élevée peut-elle prospérer dans des conditions aussi pauvres en nutriments?” ^{[84] [85] [86]}

Les récifs coralliens abritent plus d’un quart de toutes les espèces marines. Cette diversité se traduit par des réseaux trophiques complexes , les grands poissons prédateurs mangeant des poissons fourrages plus petits qui mangent du zooplancton encore plus petit , etc. Cependant, tous les réseaux trophiques dépendent finalement des plantes , qui sont les principaux producteurs . Les récifs coralliens produisent généralement 5 à 10 grammes de carbone par mètre carré par jour (gC·m ⁻² ·jour ⁻¹ ) de biomasse . ^{[87] [88]}

L’une des raisons de la clarté inhabituelle des eaux tropicales est leur carence en nutriments et leur plancton à la dérive . De plus, le soleil brille toute l’année sous les tropiques, réchauffant la couche de surface, la rendant moins dense que les couches souterraines. L’eau plus chaude est séparée de l’eau plus profonde et plus froide par une thermocline stable , où la température change rapidement. Cela permet aux eaux de surface chaudes de flotter au-dessus des eaux plus profondes et plus froides. Dans la plupart des régions de l’océan, il y a peu d’échanges entre ces couches. Les organismes qui meurent dans les milieux aquatiques coulent généralement au fond, où ils se décomposent, ce qui libère des nutriments sous forme d’ azote (N), de phosphore (P) et de potassium(K). Ces nutriments sont nécessaires à la croissance des plantes, mais sous les tropiques, ils ne remontent pas directement à la surface. ^{[ citation nécessaire ]}

Les plantes forment la base de la chaîne alimentaire et ont besoin de soleil et de nutriments pour se développer. Dans l’océan, ces plantes sont principalement du phytoplancton microscopique qui dérive dans la colonne d’eau . Ils ont besoin de la lumière du soleil pour la photosynthèse , qui alimente la fixation du carbone , ils ne se trouvent donc que relativement près de la surface, mais ils ont également besoin de nutriments. Le phytoplancton utilise rapidement les nutriments dans les eaux de surface, et sous les tropiques, ces nutriments ne sont généralement pas remplacés à cause de la thermocline . ^[89]

La couleur des coraux dépend de la combinaison de nuances brunes apportées par leurs zooxanthelles et de protéines pigmentées (rouges, bleus, verts, etc.) produites par les coraux eux-mêmes. Polypes coralliens La plupart des polypes coralliens sont des mangeurs nocturnes. Ici, dans l’obscurité, les polypes ont étendu leurs tentacules pour se nourrir de zooplancton.

Explications

Autour des récifs coralliens, les lagons se remplissent de matériaux érodés du récif et de l’île. Ils deviennent des refuges pour la vie marine, offrant une protection contre les vagues et les tempêtes.

Plus important encore, les récifs recyclent les nutriments, ce qui se produit beaucoup moins en haute mer. Dans les récifs coralliens et les lagons, les producteurs comprennent le phytoplancton, ainsi que les algues et les algues corallines, en particulier les petits types appelés algues de gazon, qui transmettent les nutriments aux coraux. ^[90] Le phytoplancton forme la base de la chaîne alimentaire et est consommé par les poissons et les Crustacés. Le recyclage réduit les apports en éléments nutritifs nécessaires dans l’ensemble pour soutenir la communauté. ^[65]

Les coraux absorbent également les nutriments, y compris l’azote inorganique et le phosphore, directement de l’eau. De nombreux coraux étendent leurs tentacules la nuit pour attraper le zooplancton qui passe à proximité. Le zooplancton fournit de l’azote au polype, et le polype partage une partie de l’azote avec les zooxanthelles, qui ont également besoin de cet élément. ^[90]

Les éponges vivent dans les crevasses des récifs. Ce sont des filtreurs efficaces et, en mer Rouge, ils consomment environ 60% du phytoplancton qui dérive. Les éponges finissent par excréter des nutriments sous une forme que les coraux peuvent utiliser. ^[91]

La rugosité des surfaces coralliennes est essentielle à la survie des coraux dans les eaux agitées. Normalement, une couche limite d’eau calme entoure un objet submergé, qui agit comme une barrière. Les vagues se brisant sur les bords extrêmement rugueux des coraux perturbent la couche limite, permettant aux coraux d’accéder aux nutriments qui passent. L’eau turbulente favorise ainsi la croissance des récifs. Sans l’accès aux nutriments apportés par les surfaces coralliennes rugueuses, même le recyclage le plus efficace ne suffirait pas. ^[92]

L’eau profonde riche en nutriments pénétrant dans les récifs coralliens par des événements isolés peut avoir des effets significatifs sur la température et les systèmes de nutriments. ^{[93] [94]} Ce mouvement d’eau perturbe la thermocline relativement stable qui existe habituellement entre l’eau peu profonde chaude et l’eau plus froide plus profonde. Les régimes de température sur les récifs coralliens aux Bahamas et en Floride sont très variables avec des échelles temporelles allant des minutes aux saisons et des échelles spatiales à travers les profondeurs. ^[95]

L’eau peut traverser les récifs coralliens de différentes manières, y compris les anneaux de courant, les vagues de surface, les vagues internes et les changements de marée. ^{[93] [96] [97] [98]} Le mouvement est généralement créé par les marées et le vent. À mesure que les marées interagissent avec une bathymétrie variable et que le vent se mélange à l’eau de surface, des ondes internes se créent. Une onde interne est une onde de gravité qui se déplace le long de la stratification de densité dans l’océan. Lorsqu’une parcelle d’eau rencontre une densité différente, elle oscille et crée des ondes internes. ^[99] Alors que les ondes internes ont généralement une fréquence inférieure à celle des ondes de surface, elles se forment souvent comme une seule onde qui se divise en plusieurs ondes lorsqu’elle atteint une pente et se déplace vers le haut. ^[100]Cette rupture verticale des ondes internes provoque un brassage et une turbulence diapycnaux importants. ^{[101] [102]} Les ondes internes peuvent agir comme des pompes à nutriments, amenant du plancton et de l’eau fraîche riche en nutriments à la surface. ^{[93] [98] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111]}

La structure irrégulière caractéristique de la bathymétrie des récifs coralliens peut favoriser le mélange et produire des poches d’eau plus froide et une teneur variable en éléments nutritifs. ^[112] L’arrivée d’eau fraîche et riche en nutriments des profondeurs due aux vagues internes et aux mascarets a été liée aux taux de croissance des suspensivores et des algues benthiques ^{[98] [111] [113]} ainsi qu’au plancton et aux organismes larvaires. ^{[98] [114]} L’algue Codium isthmocladum réagit aux sources de nutriments des eaux profondes parce que leurs tissus ont différentes concentrations de nutriments en fonction de la profondeur. ^[111] Les agrégations d’œufs, d’organismes larvaires et de plancton sur les récifs réagissent aux intrusions en eaux profondes. ^[105]De même, à mesure que les vagues internes et les forages se déplacent verticalement, les organismes larvaires vivant en surface sont transportés vers le rivage. ^[114] Cela a une importance biologique significative pour les effets en cascade des chaînes alimentaires dans les écosystèmes des récifs coralliens et peut fournir encore une autre clé pour débloquer le paradoxe.

Les cyanobactéries fournissent des nitrates solubles via la fixation de l’azote . ^[115]

Les récifs coralliens dépendent souvent des habitats environnants, tels que les herbiers marins et les forêts de mangroves , pour les nutriments. Les herbiers et les mangroves fournissent des plantes et des animaux morts riches en azote et servent à nourrir les poissons et les animaux du récif en fournissant du bois et de la végétation. Les récifs, à leur tour, protègent les mangroves et les herbiers des vagues et produisent des sédiments dans lesquels les mangroves et les herbiers peuvent s’enraciner. ^[55]

Biodiversité

Eponges tubulaires attirant les poissons cardinaux , poissons de verre et labres Plus de 4 000 espèces de poissons habitent les récifs coralliens. Les organismes peuvent couvrir chaque centimètre carré d’un récif corallien.

Les récifs coralliens forment certains des écosystèmes les plus productifs au monde, fournissant des habitats marins complexes et variés qui abritent un large éventail d’autres organismes. ^{[116] [117]} Les récifs frangeants juste en dessous du niveau de la marée basse ont une relation mutuellement bénéfique avec les forêts de mangroves au niveau de la marée haute et les herbiers marins entre les deux : les récifs protègent les mangroves et les herbiers des courants forts et des vagues qui les endommageraient ou les éroderaient. les sédiments dans lesquels ils sont enracinés, tandis que les mangroves et les herbiers marins protègent le corail des grands apports de limon , d’eau douce et de polluants. Ce niveau de variété dans l’environnement profite à de nombreux animaux des récifs coralliens, qui, par exemple, peuvent se nourrir des herbiers marins et utiliser les récifs pour se protéger ou se reproduire. ^[118]

Les récifs abritent une grande variété d’animaux, notamment des poissons, des oiseaux de mer , des éponges , des Cnidaires (dont certains types de coraux et de méduses ), des vers , des Crustacés (dont des crevettes , des crevettes nettoyeuses , des langoustes et des crabes ), des mollusques (dont des céphalopodes ), les échinodermes (y compris les étoiles de mer , les oursins et les concombres de mer ), les ascidies , les tortues de mer et les serpents de mer. Mis à part les humains, les mammifères sont rares sur les récifs coralliens, les cétacés visiteurs tels que les dauphins étant la principale exception. Quelques espèces se nourrissent directement de coraux, tandis que d’autres broutent des algues sur le récif. ^{[5] [90]} La biomasse récifale est positivement liée à la diversité des espèces. ^[119]

Les mêmes cachettes dans un récif peuvent être régulièrement habitées par différentes espèces à différents moments de la journée. Les prédateurs nocturnes tels que les apogons et les écureuils se cachent pendant la journée, tandis que les demoiselles , les chirurgiens , les balistes , les labres et les perroquets se cachent des anguilles et des requins . ^{[30] : 49}

Le grand nombre et la diversité des cachettes dans les récifs coralliens, c’est-à-dire des refuges , sont le facteur le plus important à l’origine de la grande diversité et de la biomasse élevée des organismes dans les récifs coralliens. ^{[120] [121]}

Algues

Les récifs sont chroniquement exposés au risque d’empiètement des algues. La surpêche et l’apport excessif de nutriments à terre peuvent permettre aux algues de rivaliser et de tuer le corail. ^{[122] [123]} L’augmentation des niveaux de nutriments peut résulter des eaux usées ou du ruissellement d’engrais chimiques. Le ruissellement peut transporter de l’azote et du phosphore qui favorisent la croissance excessive d’algues. Les algues peuvent parfois surpasser le corail pour l’espace. Les algues peuvent alors étouffer le corail en diminuant l’apport d’oxygène disponible au récif. ^[124] Une diminution des niveaux d’oxygène peut ralentir les taux de calcification, affaiblir le corail et le rendre plus sensible aux maladies et à la dégradation. ^[125] Les algues habitent un grand pourcentage des emplacements coralliens étudiés. ^[126] La population d’algues se compose dealgues de gazon , algues coralliennes et macro algues . Certains oursins (comme Diadema antillarum ) mangent ces algues et pourraient ainsi diminuer le risque d’empiètement algal.

Éponges

Les éponges sont essentielles au fonctionnement du récif corallien de ce système. Les algues et les coraux des récifs coralliens produisent de la matière organique. Celui-ci est filtré à travers des éponges qui transforment cette matière organique en petites particules qui à leur tour sont absorbées par les algues et les coraux. ^[127]

Poisson

Plus de 4 000 espèces de poissons habitent les récifs coralliens. ^[5] Les raisons de cette diversité restent obscures. Les hypothèses incluent la “loterie”, dans laquelle la première (heureuse gagnante) recrutée sur un territoire est généralement capable de le défendre contre les retardataires, la “compétition”, dans laquelle les adultes se disputent le territoire, et les espèces moins compétitives doivent pouvoir survivre dans un habitat plus pauvre et la «prédation», dans laquelle la taille de la population est fonction de la mortalité des piscivores après la colonisation. ^[128] Les récifs sains peuvent produire jusqu’à 35 tonnes de poissons par kilomètre carré chaque année, mais les récifs endommagés en produisent beaucoup moins. ^[129]

Invertébrés

Les oursins, les Dotidae et les limaces de mer mangent des algues. Certaines espèces d’oursins, telles que Diadema antillarum , peuvent jouer un rôle essentiel en empêchant les algues de envahir les récifs. ^[130] Les chercheurs étudient l’utilisation d’oursins collecteurs indigènes, Tripneustes gratilla , pour leur potentiel en tant qu’agents de lutte biologique pour atténuer la propagation des espèces d’algues envahissantes sur les récifs coralliens. ^{[131] [132]} Les nudibranches et les anémones de mer mangent des éponges.

Un certain nombre d’invertébrés, collectivement appelés “cryptofaune”, habitent le substrat squelettique corallien lui-même, soit en forant dans les squelettes (par le processus de bioérosion ), soit en vivant dans des vides et des crevasses préexistants. Les animaux qui creusent dans la roche comprennent les éponges, les mollusques bivalves et les sipunculans . Ceux qui s’installent sur le récif comprennent de nombreuses autres espèces, notamment des Crustacés et des vers polychètes . ^[58]

Oiseaux de mer

Les systèmes de récifs coralliens fournissent des habitats importants pour les espèces d’ oiseaux de mer , dont certaines sont en voie de disparition. Par exemple, l’atoll de Midway à Hawaï abrite près de trois millions d’oiseaux de mer, dont les deux tiers (1,5 million) de la population mondiale d’ albatros de Laysan et un tiers de la population mondiale d’ albatros à pieds noirs . ^[133] Chaque espèce d’oiseau de mer a des sites spécifiques sur l’atoll où ils nichent. Au total, 17 espèces d’oiseaux de mer vivent à Midway. L’ albatros à queue courte est le plus rare, avec moins de 2 200 survivants après une chasse excessive aux plumes à la fin du 19e siècle. ^[134]

Autre

Les serpents de mer se nourrissent exclusivement de poissons et de leurs œufs. ^{[135] [136] [137]} Les oiseaux marins, tels que les hérons , les fous de Bassan , les pélicans et les fous , se nourrissent de poissons de récif. Certains reptiles terrestres s’associent par intermittence aux récifs, tels que les varans , le crocodile marin et les serpents semi-aquatiques, tels que Laticauda colubrina . Les tortues marines , en particulier les tortues imbriquées , se nourrissent d’éponges. ^{[138] [139] [140]}

• Banc de poissons de récif

• Calmar des récifs des Caraïbes

• Crevettes coralliennes baguées

• Requin pointe blanche

• Tortue verte

• Palourde géante

• Corail mou, corail coupe, éponges et ascidies

• Krait de mer bagué

• La coquille de Latiaxis wormaldi , un escargot de corail

Services de l’écosystème

Les récifs coralliens fournissent des services écosystémiques au tourisme, à la pêche et à la protection du littoral. La valeur économique mondiale des récifs coralliens a été estimée entre 29,8 milliards de dollars ^[14] et 375 milliards de dollars par an. ^[15] Environ 500 millions de personnes bénéficient des services écosystémiques fournis par les récifs coralliens. ^[141]

Le coût économique sur une période de 25 ans de la destruction d’un kilomètre de récif corallien a été estimé entre 137 000 $ et 1 200 000 $. ^[142]

Pour améliorer la gestion des récifs coralliens côtiers, le World Resources Institute (WRI) a développé et publié des outils de calcul de la valeur du tourisme lié aux récifs coralliens, de la protection du littoral et de la pêche, en partenariat avec cinq pays des Caraïbes. En avril 2011, les documents de travail publiés couvraient Sainte-Lucie , Tobago , Belize et la République dominicaine . Le WRI “s’assurait que les résultats de l’étude soutiennent l’amélioration des politiques côtières et de la planification de la gestion”. ^[143] L’étude du Belize a estimé la valeur des services des récifs et des mangroves à 395-559 millions de dollars par an. ^[144]

Selon Sarkis et al (2010) , les récifs coralliens des Bermudes procurent des avantages économiques à l’île d’une valeur moyenne de 722 millions de dollars par an, sur la base de six services écosystémiques clés . ^[145]

Protection du littoral

Les récifs coralliens protègent les rivages en absorbant l’énergie des vagues, et de nombreuses petites îles n’existeraient pas sans récifs. Les récifs coralliens peuvent réduire l’énergie des vagues de 97 %, ce qui aide à prévenir les pertes de vie et les dommages matériels. Les littoraux protégés par des récifs coralliens sont également plus stables en termes d’érosion que ceux qui n’en sont pas dépourvus. Les récifs peuvent atténuer les vagues aussi bien ou mieux que les structures artificielles conçues pour la défense côtière telles que les brise-lames. ^[146]On estime que 197 millions de personnes qui vivent à la fois en dessous de 10 m d’altitude et à moins de 50 km d’un récif peuvent par conséquent bénéficier des avantages des récifs en matière de réduction des risques. La restauration des récifs est nettement moins chère que la construction de brise-lames artificiels dans les environnements tropicaux. Les dommages attendus des inondations doubleraient et les coûts des tempêtes fréquentes tripleraient sans le mètre le plus élevé de récifs. Pour les événements de tempête de 100 ans, les dommages causés par les inondations augmenteraient de 91 % pour atteindre 272 milliards de dollars sans le mètre supérieur. ^[147]

Pêche

Environ six millions de tonnes de poissons sont prélevés chaque année dans les récifs coralliens. Les récifs bien gérés ont un rendement annuel moyen de 15 tonnes de fruits de mer par kilomètre carré. Les pêcheries des récifs coralliens d’Asie du Sud-Est génèrent à elles seules environ 2,4 milliards de dollars par an grâce aux fruits de mer. ^[142]

Des menaces

Île avec récif frangeant au large de Yap , Micronésie ^[148]

Depuis leur émergence il y a 485 millions d’années, les récifs coralliens ont été confrontés à de nombreuses menaces, notamment les maladies, ^[149] la prédation, ^[150] les espèces envahissantes, la bioérosion par le pâturage des poissons, ^[151] la prolifération d’algues et les risques géologiques . Les activités humaines récentes présentent de nouvelles menaces. De 2009 à 2018, les récifs coralliens dans le monde ont diminué de 14 %. ^[152]

Les activités humaines qui menacent le corail comprennent l’exploitation minière du corail, le chalutage de fond [ ^153] et le creusement de canaux et d’accès aux îles et aux baies, qui peuvent tous endommager les écosystèmes marins s’ils ne sont pas effectués de manière durable. D’autres menaces localisées comprennent la pêche à l’ explosif , la surpêche , la surexploitation des coraux ^[154] et la pollution marine , y compris l’utilisation du tributylétain , un biocide antisalissure interdit ; bien qu’absentes dans les pays développés, ces activités se poursuivent dans des endroits avec peu de protections environnementales ou une mauvaise application de la réglementation. ^{[155] [156] [157]} Les produits chimiques contenus dans les écrans solaires peuvent réveiller des infections virales latentes chez les zooxanthelles ^[10] et avoir un impact sur la reproduction. ^[158] Cependant, il a été démontré que la concentration des activités touristiques via des plates-formes offshore limite la propagation des maladies coralliennes par les touristes. ^[159]

Les émissions de gaz à effet de serre présentent une menace plus large en raison de l’élévation de la température de la mer et de l’élévation du niveau de la mer, ^[160] bien que les coraux adaptent leurs fluides calcifiants aux changements du pH de l’eau de mer et des niveaux de carbonate et ne soient pas directement menacés par l’acidification des océans . ^[161] La pollution par les aérosols volcaniques et d’origine humaine peut moduler les températures régionales de la surface de la mer. ^[162]

En 2011, deux chercheurs ont suggéré que “les invertébrés marins existants sont confrontés aux mêmes effets synergiques de multiples facteurs de stress” qui se sont produits lors de l’ extinction de la fin du Permien , et que les genres “avec une physiologie respiratoire mal tamponnée et des coquilles calcaires”, comme les coraux, étaient particulièrement vulnérables. . ^{[163] [164] [165]}

Un événement majeur de blanchissement des coraux a eu lieu sur cette partie de la Grande Barrière de Corail en Australie

Les coraux réagissent au stress en « blanchissant » ou en expulsant leurs endosymbiontes zooxanthellés colorés . Les coraux avec des zooxanthelles de Clade C sont généralement vulnérables au blanchiment induit par la chaleur, tandis que les coraux avec le Clade A ou D plus résistant sont généralement résistants, ^[166] tout comme les genres de coraux plus durs comme Porites et Montipora . ^[167]

Tous les 4 à 7 ans, un événement El Niño fait blanchir certains récifs avec des coraux sensibles à la chaleur, ^[168] avec des blanchissements particulièrement répandus en 1998 et 2010. ^{[169] [170]} Cependant, les récifs qui subissent un épisode de blanchissement sévère deviennent résistants au futur blanchiment induit par la chaleur, ^{[171] [172] [167]} en raison de la sélection directionnelle rapide . ^[172] Une adaptation rapide similaire peut protéger les récifs coralliens du réchauffement climatique. ^[173]

Une étude systématique à grande échelle de la communauté corallienne de Jarvis Island , qui a connu dix événements de blanchissement corallien coïncidant avec El Niño de 1960 à 2016, a révélé que le récif s’était remis d’une mort presque complète après des événements graves. ^[168]

protection

Une diversité de coraux

Les aires marines protégées (AMP) sont des zones désignées parce qu’elles offrent divers types de protection aux zones océaniques et/ou estuariennes. Ils visent à promouvoir une gestion responsable des pêches et la protection des habitats . Les AMP peuvent également englober des objectifs sociaux et biologiques, notamment la restauration des récifs, l’esthétique, la biodiversité et les avantages économiques.

L’efficacité des AMP est encore débattue. Par exemple, une étude portant sur le succès d’un petit nombre d’AMP en Indonésie , aux Philippines et en Papouasie-Nouvelle-Guinée n’a trouvé aucune différence significative entre les AMP et les sites non protégés. ^{[174] [175]} En outre, dans certains cas, ils peuvent générer des conflits locaux, en raison d’un manque de participation communautaire, de divergences de vues entre le gouvernement et la pêche, l’efficacité de la zone et le financement. ^[176] Dans certaines situations, comme dans la zone protégée des îles Phoenix , les AMP fournissent des revenus aux habitants. Le niveau de revenu fourni est similaire au revenu qu’ils auraient généré sans contrôles. ^[177]Dans l’ensemble, il apparaît que les AMP peuvent fournir une protection aux récifs coralliens locaux, mais qu’une gestion claire et des fonds suffisants sont nécessaires.

The Caribbean Coral Reefs – Status Report 1970–2012, indique que le déclin des coraux peut être réduit ou même inversé. Car cette surpêche doit être stoppée, notamment la pêche sur les espèces clés des récifs coralliens , comme le poisson perroquet . La pression humaine directe sur les récifs coralliens devrait également être réduite et l’afflux d’ eaux usées devrait être minimisé. Les mesures pour y parvenir pourraient inclure la restriction de la colonisation côtière, du développement et du tourisme . Le rapport montre que les récifs les plus sains des Caraïbes sont ceux qui abritent de grandes populations saines de poissons perroquets. Ceux-ci se produisent dans les pays qui protègent les poissons perroquets et d’autres espèces, comme les oursins . Ils interdisent aussi souvent le piégeage des poissons etchasse sous -marine . Ensemble, ces mesures contribuent à créer des “récifs résilients”. ^{[178] [179]}

La protection des réseaux de récifs divers et sains, et pas seulement des refuges climatiques , contribue à garantir les meilleures chances de diversité génétique , ce qui est essentiel pour que les coraux s’adaptent aux nouveaux climats. ^[180] Une variété de méthodes de conservation appliquées dans les écosystèmes marins et terrestres menacés rend l’adaptation des coraux plus probable et efficace. ^[180]

Désigner un récif comme réserve de biosphère , parc marin , monument national ou site du patrimoine mondial peut offrir des protections. Par exemple, la barrière de corail du Belize, Sian Ka’an , les îles Galapagos , la Grande Barrière de Corail , l’île Henderson , Palau et le monument national marin de Papahānaumokuākea sont des sites du patrimoine mondial. ^[181]

En Australie, la Grande Barrière de Corail est protégée par la Great Barrier Reef Marine Park Authority , et fait l’objet de nombreuses législations, dont un plan d’action sur la biodiversité. ^[182] L’Australie a compilé un plan d’action pour la résilience des récifs coralliens. Ce plan consiste en des stratégies de gestion adaptative , y compris la réduction de l’empreinte carbone. Un plan de sensibilisation du public fournit une éducation sur les “forêts tropicales de la mer” et sur la manière dont les gens peuvent réduire les émissions de carbone. ^[183]

Les habitants de l’île d’Ahus, dans la province de Manus , en Papouasie-Nouvelle-Guinée , ont suivi une pratique vieille de plusieurs générations consistant à restreindre la pêche dans six zones de leur lagon récifal. Leurs traditions culturelles autorisent la pêche à la ligne, mais pas la pêche au filet ou au harpon . La biomasse et la taille des poissons individuels sont nettement plus grandes que dans les endroits où la pêche n’est pas restreinte. ^{[184] [185]}

L’augmentation des niveaux de CO ₂ atmosphérique contribue à l’acidification des océans, qui à son tour endommage les récifs coralliens. Pour lutter contre l’acidification des océans, plusieurs pays ont mis en place des lois visant à réduire les gaz à effet de serre tels que le dioxyde de carbone. De nombreuses lois sur l’utilisation des terres visent à réduire les émissions de CO ₂ en limitant la déforestation. La déforestation peut libérer des quantités importantes de CO ₂ en l’absence de séquestration via des programmes de suivi forestier actifs. La déforestation peut également provoquer une érosion, qui se déverse dans l’océan, contribuant à l’acidification des océans. Les incitations sont utilisées pour réduire les kilomètres parcourus par les véhicules, ce qui réduit les émissions de carbone dans l’atmosphère, réduisant ainsi la quantité de CO _{2 dissous}dans l’océan. Les gouvernements des États et le gouvernement fédéral réglementent également les activités terrestres qui affectent l’érosion côtière. ^[186] La technologie satellitaire haut de gamme peut surveiller les conditions des récifs. ^[187]

La Clean Water Act des États-Unis fait pression sur les gouvernements des États pour qu’ils surveillent et limitent le ruissellement de l’eau polluée.

Restauration

La restauration des récifs coralliens a pris de l’importance au cours des dernières décennies en raison de la mortalité sans précédent des récifs autour de la planète. Les facteurs de stress coralliens peuvent inclure la pollution, le réchauffement des températures océaniques, les événements météorologiques extrêmes et la surpêche. Avec la détérioration des récifs mondiaux, les pépinières de poissons, la biodiversité, le développement côtier et les moyens de subsistance, ainsi que la beauté naturelle sont menacés. Heureusement, des chercheurs ont pris sur eux de développer un nouveau domaine, la restauration corallienne, dans les années 1970-1980 ^[188]

Arbres coralliens cultivant des coraux juvéniles. Les coraux peuvent être plantés sur des récifs, vendus à des fins lucratives ou à d’autres fins.

Élevage de corail

L’aquaculture corallienne , également connue sous le nom d’élevage corallien ou de jardinage corallien, s’avère prometteuse en tant qu’outil potentiellement efficace pour restaurer les récifs coralliens. ^{[189] [190] [191]} Le processus de “jardinage” contourne les premiers stades de croissance des coraux lorsqu’ils risquent le plus de mourir. Les graines de corail sont cultivées dans des pépinières, puis replantées sur le récif. ^[192] Le corail est cultivé par des aquaculteurs dont les intérêts vont de la conservation des récifs à l’augmentation des revenus. En raison de son processus simple et des preuves substantielles que la technique a un effet significatif sur la croissance des récifs coralliens, les pépinières de coraux sont devenues la méthode la plus répandue et sans doute la plus efficace pour la restauration des coraux. ^[193]

Fragments de corail poussant sur du béton non toxique

Les jardins de coraux profitent de la capacité naturelle d’un corail à se fragmenter et à continuer à croître si les fragments sont capables de s’ancrer sur de nouveaux substrats. Cette méthode a été testée pour la première fois par Baruch Rinkevich ^[194] en 1995 qui a rencontré le succès à l’époque. Selon les normes d’aujourd’hui, l’élevage de coraux s’est développé dans une variété de formes différentes, mais a toujours les mêmes objectifs de culture de coraux. Par conséquent, l’élevage de coraux a rapidement remplacé les méthodes de transplantation précédemment utilisées ou le fait de déplacer physiquement des sections ou des colonies entières de coraux dans une nouvelle zone. ^[193]La transplantation a connu du succès dans le passé et des décennies d’expériences ont conduit à un taux de réussite et de survie élevé. Cependant, cette méthode nécessite toujours l’élimination des coraux des récifs existants. Avec l’état actuel des récifs, ce genre de méthode devrait généralement être évitée si possible. Sauver les coraux sains des substrats érodés ou des récifs voués à l’effondrement pourrait être un avantage majeur de l’utilisation de la transplantation.

Les jardins de corail prennent généralement des formes sûres, peu importe où vous allez. Cela commence par la mise en place d’une pépinière où les opérateurs peuvent observer et soigner les fragments de corail. ^[193] Il va sans dire que les pépinières devraient être établies dans des zones qui vont maximiser la croissance et minimiser la mortalité. Les coraux flottants au large ou même les aquariums sont des endroits possibles où les coraux peuvent se développer. Une fois qu’un emplacement a été déterminé, la collecte et la culture peuvent avoir lieu.

Le principal avantage de l’utilisation des fermes coralliennes est qu’elle réduit les taux de mortalité des polypes et des juvéniles. En éliminant les prédateurs et les obstacles au recrutement, les coraux sont capables de mûrir sans trop d’obstacles. Cependant, les pépinières ne peuvent pas arrêter les facteurs de stress climatiques. Le réchauffement des températures ou les ouragans peuvent encore perturber ou même tuer les coraux en pépinière.

Création de substrats

Coraux de haute mer au mont sous-marin Wagner. Ces coraux sont bien adaptés aux conditions d’eau profonde où les substrats sont abondants.

Les efforts pour augmenter la taille et le nombre de récifs coralliens impliquent généralement de fournir un substrat pour permettre à plus de coraux de trouver une maison. Les matériaux de substrat comprennent les pneus de véhicules mis au rebut, les navires sabordés, les wagons de métro et le béton formé, comme les boules de récif . Les récifs poussent sans aide sur les structures marines telles que les plates-formes pétrolières . Dans les grands projets de restauration, les coraux hermatypiques propagés sur substrat peuvent être fixés avec des épingles métalliques, de la superglue ou du milliput . L’aiguille et le fil peuvent également attacher le corail de type A au substrat.

Biorock est un substrat produit par un procédé breveté qui fait passer des courants électriques à basse tension dans l’eau de mer pour faire précipiter les minéraux dissous sur les structures en acier . Le carbonate blanc résultant ( aragonite ) est le même minéral qui compose les récifs coralliens naturels. Les coraux colonisent rapidement et se développent à des rythmes accélérés sur ces structures revêtues. Les courants électriques accélèrent également la formation et la croissance de la roche calcaire chimique et des squelettes de coraux et d’autres organismes coquilliers, tels que les huîtres. Le voisinage de l’ anode et de la cathode fournit un pH élevéenvironnement qui inhibe la croissance des algues filamenteuses et charnues compétitives. Les taux de croissance accrus dépendent entièrement de l’activité d’accrétion. Sous l’influence du champ électrique, les coraux affichent un taux de croissance, une taille et une densité accrus.

Il ne suffit pas d’avoir de nombreuses structures au fond de l’océan pour former des récifs coralliens. Les projets de restauration doivent tenir compte de la complexité des substrats qu’ils créent pour les futurs récifs. Des chercheurs ont mené une expérience près de l’île de Ticao aux Philippines en 2013 ^[195] où plusieurs substrats de complexité variable ont été posés dans les récifs dégradés à proximité. La grande complexité consistait en des parcelles qui avaient à la fois des substrats artificiels de roches lisses et rugueuses avec une clôture environnante, la moyenne composée uniquement des substrats artificiels et la petite n’avait ni la clôture ni les substrats. Après un mois, les chercheurs ont découvert qu’il existait une corrélation positive entre la complexité de la structure et les taux de recrutement des larves. ^[195]La complexité moyenne a donné les meilleurs résultats, les larves préférant les roches rugueuses aux roches lisses. Après un an d’étude, les chercheurs ont visité le site et ont constaté que de nombreux sites pouvaient soutenir la pêche locale. Ils sont arrivés à la conclusion que la restauration des récifs pourrait être effectuée de manière rentable et apportera des avantages à long terme étant donné qu’ils sont protégés et entretenus. ^[195]

Déménagement

Une étude de cas sur la restauration des récifs coralliens a été menée sur l’île d’ Oahu à Hawaï . L’ Université d’Hawaï gère un programme d’évaluation et de surveillance des récifs coralliens pour aider à déplacer et à restaurer les récifs coralliens à Hawaï. Un canal de bateau reliant l’île d’Oahu à l’ Institut de biologie marine d’Hawaï sur l’ île de la noix de coco était surpeuplé de récifs coralliens. De nombreuses zones de plaques de récifs coralliens dans le chenal avaient été endommagées par le dragage passé dans le chenal.

Coral en préparation d’être relocalisé

Le dragage recouvre les coraux de sable. Les larves de corail ne peuvent pas se fixer sur le sable ; ils ne peuvent construire que sur des récifs existants ou des surfaces dures compatibles, telles que la roche ou le béton. Pour cette raison, l’Université a décidé de déplacer une partie du corail. Ils les ont transplantés avec l’aide de plongeurs de l’armée américaine , sur un site relativement proche du chenal. Ils ont observé peu ou pas de dommages à l’une des colonies pendant le transport et aucune mortalité des récifs coralliens n’a été observée sur le site de transplantation. En attachant le corail au site de transplantation, ils ont constaté que le corail placé sur de la roche dure poussait bien, y compris sur les fils qui attachaient les coraux au site.

Aucun effet environnemental n’a été observé lors du processus de transplantation, les activités récréatives n’ont pas diminué et aucune zone panoramique n’a été affectée.

Comme alternative à la transplantation de coraux eux-mêmes, les poissons juvéniles peuvent également être encouragés à se déplacer vers les récifs coralliens existants par simulation auditive. Dans les sections endommagées de la Grande Barrière de Corail, il a été constaté que les haut-parleurs diffusant des enregistrements d’environnements récifaux sains attiraient les poissons deux fois plus souvent que des zones équivalentes où aucun son n’était diffusé, et augmentaient également la biodiversité des espèces de 50 %.

Symbiotes tolérants à la chaleur

Une autre possibilité de restauration des coraux est la thérapie génique : l’inoculation de coraux avec des bactéries génétiquement modifiées , ou des variétés naturelles de Symbiotes de coraux tolérantes à la chaleur, peut permettre de faire pousser des coraux plus résistants au changement climatique et à d’autres menaces. ^[196] Le réchauffement des océans oblige les coraux à s’adapter à des températures sans précédent. Ceux qui ne tolèrent pas les températures élevées subissent un blanchissement des coraux et finissent par mourir. Il existe déjà des recherches qui cherchent à créer des coraux génétiquement modifiés capables de résister à un océan qui se réchauffe. Madeleine JH van Oppen, James K. Oliver, Hollie M. Putnam et Ruth D. Gates ont décrit quatre façons différentes qui augmentent progressivement l’intervention humaine pour modifier génétiquement les coraux. ^[197]Ces méthodes se concentrent sur la modification de la génétique des zooxanthelles dans le corail plutôt que sur l’alternative.

La première méthode consiste à induire l’acclimatation de la première génération de coraux. ^[197] L’idée est que lorsque les coraux adultes et descendants sont exposés à des facteurs de stress, les zooxanthelles acquièrent une mutation. Cette méthode est basée principalement sur la chance que les zooxanthelles acquièrent le trait spécifique qui leur permettra de mieux survivre dans des eaux plus chaudes. La deuxième méthode se concentre sur l’identification des différents types de zooxanthelles dans le corail et la configuration de la quantité de chaque zooxanthelle vivant dans le corail à un âge donné. ^[197]L’utilisation de zooxanthelles de la méthode précédente ne ferait qu’augmenter les taux de réussite de cette méthode. Cependant, cette méthode ne serait applicable qu’aux coraux plus jeunes, pour l’instant, car les expériences précédentes de manipulation des communautés de zooxanthelles à des stades de vie ultérieurs ont toutes échoué. La troisième méthode se concentre sur les tactiques d’élevage sélectif. ^[197] Une fois sélectionnés, les coraux seraient élevés et exposés à des facteurs de stress simulés dans un laboratoire. La dernière méthode consiste à modifier génétiquement les zooxanthelles elles-mêmes. ^[197]Lorsque les mutations préférées seront acquises, les zooxanthelles génétiquement modifiées seront introduites dans un poly aposymbiotique et un nouveau corail sera produit. Cette méthode est la plus laborieuse de la quatrième, mais les chercheurs pensent que cette méthode devrait être davantage utilisée et qu’elle est la plus prometteuse en génie génétique pour la restauration des coraux.

Algues envahissantes

Les récifs coralliens hawaïens étouffés par la propagation d’algues envahissantes ont été gérés avec une approche à deux volets : les plongeurs ont retiré manuellement les algues envahissantes, avec le soutien de barges à super ventouses. La pression de pâturage sur les algues envahissantes devait être augmentée pour empêcher la repousse des algues. Les chercheurs ont découvert que les oursins collecteurs indigènes étaient des candidats raisonnables pour le biocontrôle des algues, afin d’extirper les algues envahissantes restantes du récif. ^[131]

Algues envahissantes dans les récifs des Caraïbes Des étudiants de Nā Pua No’eau éliminent les algues envahissantes de la baie de Kāne’ohe. Des programmes pourraient être créés pour éliminer les algues des récifs des Caraïbes

Les macroalgues, ou mieux connues sous le nom d’algues, ont le potentiel de provoquer l’effondrement des récifs car elles peuvent supplanter de nombreuses espèces de coraux. Les macroalgues peuvent proliférer sur les coraux, faire de l’ombre, bloquer le recrutement, libérer des substances biochimiques qui peuvent entraver le frai et potentiellement former des bactéries nocives pour les coraux. ^{[198] [199]} Historiquement, la croissance des algues était contrôlée par les poissons herbivores et les oursins. Les poissons perroquets sont un excellent exemple de gardiens de récifs. Par conséquent, ces deux espèces peuvent être considérées comme des espèces clés pour les milieux récifaux en raison de leur rôle dans la protection des récifs.

Avant les années 1980, les récifs jamaïcains étaient prospères et bien entretenus, mais tout a changé après l’ouragan Allen en 1980 et une maladie inconnue qui s’est propagée dans les Caraïbes. À la suite de ces événements, des dommages massifs ont été causés à la fois aux récifs et à la population d’oursins à travers les récifs jamaïcains et dans la mer des Caraïbes. Aussi peu que 2% de la population originale d’oursins ont survécu à la maladie. ^[199] Les macroalgues primaires ont succédé aux récifs détruits et finalement des macroalgues plus grandes et plus résistantes ont rapidement pris sa place en tant qu’organisme dominant. ^{[199] [200]} Les perroquets et autres poissons herbivores étaient peu nombreux en raison de décennies de surpêche et de prises accessoires à l’époque. ^[200]Historiquement, la côte jamaïcaine avait 90% de couverture corallienne et a été réduite à 5% dans les années 1990. ^[200] Finalement, les coraux ont pu se rétablir dans les zones où les populations d’oursins augmentaient. Les oursins ont pu se nourrir, se multiplier et nettoyer les substrats, laissant des zones où les polypes coralliens peuvent s’ancrer et mûrir. Cependant, les populations d’oursins ne se rétablissent toujours pas aussi rapidement que les chercheurs l’avaient prédit, bien qu’elles soient très fécondes. ^[199] On ne sait pas si la maladie mystérieuse est toujours présente et empêche les populations d’oursins de rebondir. Quoi qu’il en soit, ces zones se rétablissent lentement grâce au pâturage des oursins. Cet événement soutient une idée de restauration précoce consistant à cultiver et à relâcher des oursins dans les récifs pour empêcher la prolifération d’algues. ^[201][202]

Microfragmentation et fusion

En 2014, Christopher Page, Erinn Muller et David Vaughan du Centre international de recherche et de restauration des récifs coralliens du Mote Marine Laboratory à Summerland Key, en Floride, ont développé une nouvelle technologie appelée “microfragmentation”, dans laquelle ils utilisent une scie à ruban diamantée spécialisée pour couper les coraux en fragments de 1 cm ^{2 au lieu de 6 cm 2} pour faire avancer la croissance des coraux cerveaux, blocs et étoiles. ^[203] Les coraux Orbicella faveolata et Montastraea cavernosa ont été plantés au large des côtes de la Floride dans plusieurs réseaux de microfragments. Après deux ans, O. faveolata avait augmenté de 6,5 fois sa taille d’origine tandis que M. cavernosa avait augmenté de près de deux fois sa taille. ^[203]Avec des moyens conventionnels, les deux coraux auraient mis des décennies à atteindre la même taille. On soupçonne que si des événements de prédation ne s’étaient pas produits vers le début de l’expérience, O. faveolata aurait augmenté d’au moins dix fois sa taille d’origine. ^[203]En utilisant cette méthode, Mote Marine Laboratory a produit 25 000 coraux et en a planté 10 000 dans les Florida Keys en un an seulement. Peu de temps après, ils ont découvert que ces microfragments fusionnaient avec d’autres microfragments du même corail parent. En règle générale, les coraux qui ne proviennent pas du même parent se battent et tuent les coraux voisins pour tenter de survivre et de se développer. Cette nouvelle technologie est connue sous le nom de “fusion” et il a été démontré qu’elle fait pousser des têtes de corail en seulement deux ans au lieu des 25 à 75 ans habituels. Après la fusion, le récif agira comme un seul organisme plutôt que comme plusieurs récifs indépendants. Actuellement, il n’y a pas eu de recherche publiée sur cette méthode. ^[203]

Histoire

Récifs coralliens anciens

Les périodes de développement maximal des récifs se situaient au Cambrien moyen (513–501 Ma ), au Dévonien (416–359 Ma) et au Carbonifère (359–299 Ma), en raison de l’ordre des coraux éteints de Rugosa et du Crétacé supérieur (100–66 Ma) et tous du Néogène (23 Ma – présent), en raison de l’ ordre des coraux Scleractinia . ^{[ citation nécessaire ]}

Dans le passé, tous les récifs n’étaient pas formés de coraux : ceux du Cambrien inférieur (542–513 Ma) résultaient d’ algues calcaires et d’ archéocyathides (petits animaux de forme conique, probablement apparentés aux éponges ) et du Crétacé supérieur (100–66 Ma ), quand existaient des récifs formés par un groupe de bivalves appelés rudistes ; l’une des valves formait la structure conique principale et l’autre, beaucoup plus petite, faisait office de capuchon. ^[78]

Les mesures de la composition isotopique de l’oxygène du squelette aragonitique des récifs coralliens, tels que Porites , peuvent indiquer des changements dans la température de surface de la mer et les conditions de salinité de la surface de la mer au cours de la croissance du corail. Cette technique est souvent utilisée par les climatologues pour déduire le paléoclimat d’une région . ^[204]

Voir également

• Portail de l’écologie
• Portail des océans

• Enquête Catlin Seaview
• Recensement des récifs coralliens – Projet de terrain du recensement de la vie marine
• Organisations des récifs coralliens
• Fossil Coral Reef – Site naturel national à Le Roy, New York
• Biologie marine – Étude scientifique des organismes vivant dans l’océan
• Récif d’éponge
• Pseudo-atoll – Île qui encercle un lagon, partiellement ou complètement, qui n’est pas formé par un affaissement ou des récifs coralliens

Références

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Further references

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External links

External image
Coral Reefs: Rainforests of the Sea ORG Educational films.
The Wikibook Historical Geology has a page on the topic of: Reefs
Wikimedia Commons has media related to Coral reefs.
Wikisource has the text of the 1911 Encyclopædia Britannica article “Coral-reefs“.

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• International Coral Reef Initiative
• Moorea Coral Reef Long Term Ecological Research Site (US NSF)
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• NOAA’s Coral-List Listserver for Coral Reef Information and News
• NOAA’s Coral Reef Conservation Program
• NOAA’s Coral Reef Information System
• ReefBase: A Global Information System on Coral Reefs
• National Coral Reef Institute Archived October 23, 2012, at the Wayback Machine Nova Southeastern University
• Marine Aquarium Council
• NCORE National Center for Coral Reef Research University of Miami
• Science and Management of Coral Reefs in the South China Sea and Gulf of Thailand
• Microdocs Archived 27 July 2011 at the Wayback Machine: 4 kinds of Reef Archived 24 October 2012 at the Wayback Machine & Reef structure Archived 24 October 2012 at the Wayback Machine
• Reef Relief Active Florida environmental non-profit focusing on coral reef education and protection
• Global Reef Record – Catlin Seaview Survey of reef, a database of images and other information
• “Corals and Coral Reefs” (archived). Nancy Knowlton, iBioSeminars, 2011.
• Nancy Knowlton’s Seminar: “Corals and Coral Reefs”. Nancy Knowlton, iBioSeminars, 2011.
• About coral reefs Living Reefs Foundation, Bermuda
• Caribbean Coral Reefs – Status Report 1970-2012 by the IUCN. – Video on YouTube, featuring the report.