Un programme de modélisation informatique aide les efforts de conservation des récifs coralliens

Une équipe de chercheurs de l'Université de la Colombie-Britannique Okanagan a développé un programme de modélisation informatique qui aide les scientifiques à prédire l'effet des dommages climatiques et les éventuels plans de restauration sur les récifs coralliens du monde entier.

Selon le Dr Bruno Carturan, il s'agit d'une étape cruciale dans la lutte contre le changement climatique, qui tue de nombreuses espèces de coraux et contribue à l'effondrement d'écosystèmes coralliens entiers. Cela dit, les récifs coralliens sont extrêmement complexes, ce qui rend difficile l'étude de l'impact de leur dévastation et de leur régénération.

Problème avec les expériences du monde réel

Les expériences dans le monde réel ne sont pas pratiques car elles obligeraient les chercheurs à manipuler et à perturber de vastes zones de récifs, de colonies de coraux et de populations d'herbivores. Il leur faudrait alors suivre les évolutions structurelles et la diversité sur plusieurs années.

Le Dr Carturan a récemment terminé ses études doctorales à la Faculté des sciences Irving K. Barber.

"Il va sans dire que mener des expériences qui perturberont les récifs coralliens naturels est contraire à l'éthique et doit être évité, tandis que l'utilisation de grands aquariums est tout simplement impossible", déclare le Dr Carturan. "Pour ces raisons, aucune expérience de ce type n'a jamais été menée, ce qui a entravé notre capacité à prédire la diversité des coraux et la résilience associée des récifs."

Les dernières recherches du Dr Caturan ont été publiées dans Frontières en écologie et évolution.

Créer des communautés de corail

Il a utilisé des modèles pour créer 245 communautés coralliennes, chacune ayant un ensemble unique de neuf espèces et occupant une surface de 25 mètres carrés. Les modèles ont été conçus pour représenter les colonies de coraux et les différentes espèces d'algues qui poussent, rivalisent et se reproduisent ensemble tout en étant impactées par le climat.

Le Dr Caturan dit que tous les composants clés des modèles, y compris les traits des espèces, sont informés par des données préexistantes et réelles de 800 espèces différentes.

L'équipe a simulé divers scénarios comme de fortes vagues ou une chaleur intense avant de mesurer la résilience de chaque modèle de récif. Ils ont noté les dommages, le temps de récupération et la qualité de l'habitat 10 ans après la perturbation.

Ces simulations et scénarios ont amené l'équipe à découvrir que les communautés plus diversifiées étaient les plus résilientes, ce qui signifie qu'elles se remettaient mieux des dommages et avaient une meilleure qualité d'habitat 10 ans après les perturbations.

"Des communautés plus diversifiées sont plus susceptibles d'avoir certaines espèces qui sont très importantes pour la résilience", a déclaré le Dr Carturan. « Ces espèces ont des traits particuliers : elles sont morphologiquement complexes, compétitives et avec une bonne capacité de récupération. Lorsqu'elles sont présentes dans une communauté, ces espèces maintiennent voire augmentent la qualité de l'habitat après le dérangement. À l'opposé, les communautés sans ces espèces étaient souvent dominées par des algues nuisibles à la fin.

Il dit également que la diversité des coraux détermine la force et la santé future des récifs coralliens.

"Ce qui est unique avec notre étude, c'est que nos résultats s'appliquent à la plupart des communautés coralliennes du monde. En mesurant l'effet de la diversité sur la résilience dans plus de 245 communautés coralliennes différentes, l'étendue de la diversité chevauche probablement la diversité corallienne réelle trouvée dans la plupart des récifs.

La nouvelle étude fournit également un cadre pour gérer avec succès ces écosystèmes et aider à la restauration des récifs coralliens en révélant comment la résilience des communautés coralliennes peut être gérée avec des colonies établies d'espèces aux traits complémentaires.

"C'est une conclusion très réelle et triste que nous pourrions un jour perdre ces espèces importantes", conclut le Dr Carturan. "Notre modèle pourrait être utilisé pour expérimenter et peut-être déterminer si la perte de ces espèces peut être compensée par d'autres, plus résistantes, qui empêcheraient l'effondrement éventuel des récifs."