Programme de modélisation informatique pour aider à la 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 des plans de restauration éventuels sur les récifs coralliens du monde entier.

Selon le Dr Bruno Carturan, c’est une étape cruciale dans la lutte contre le changement climatique, qui tue de nombreuses espèces de coraux et contribue à l’effondrement de tout l’écosystème des récifs coralliens. Cependant, les récifs coralliens sont extrêmement complexes, ce qui rend difficile l’étude de l’impact de la devastation et de la régénération.

Problème avec les expériences en milieu réel

Les expériences en milieu réel ne sont pas pratiques, car elles nécessiteraient que les chercheurs manipulent et perturbent de grandes zones de récifs, de colonies de coraux et de populations d’herbivores. Ils devraient ensuite surveiller les changements structurels et la diversité sur plusieurs années.

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

« Il est inutile de dire que la réalisation d’expériences qui perturberaient les récifs coralliens naturels est contraire à l’éthique et devrait être évitée, tandis que l’utilisation de grands aquariums est simplement irréalisable », déclare le Dr Carturan. « Pour ces raisons, de telles expériences n’ont jamais été menées, ce qui a entravé notre capacité à prédire la diversité des coraux et la résilience associée des récifs. »

Les recherches les plus récentes du Dr Carturan ont été publiées dans Frontiers in Ecology and Evolution.

Création de communautés de coraux

Il a utilisé des modèles pour créer 245 communautés de coraux, 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, concurrencent et se reproduisent ensemble tout en étant impactées par le climat.

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

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

Ces simulations et scénarios ont conduit l’équipe à découvrir que les communautés les plus diverses étaient les plus résilientes, ce qui signifie qu’elles étaient meilleures pour se remettre des dommages et avaient une meilleure qualité d’habitat 10 ans après les perturbations.

« Les communautés plus diverses sont plus susceptibles d’avoir certaines espèces qui sont très importantes pour la résilience », a déclaré le Dr Carturan. « Ces espèces ont des caractéristiques particulières – elles sont morphologiquement complexes, compétitives et ont une bonne capacité de récupération. Lorsqu’elles sont présentes dans une communauté, ces espèces maintiennent ou augmentent même la qualité de l’habitat après la perturbation. En revanche, 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 dans notre étude, c’est que nos résultats s’appliquent à la plupart des communautés de coraux du monde. En mesurant l’effet de la diversité sur la résilience dans plus de 245 communautés de coraux différentes, la portée de la diversité chevauche probablement la diversité réelle des coraux 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 de coraux peut être gérée avec des colonies établies d’espèces à caractéristiques 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 espèces plus résistantes, qui empêcheraient l’effondrement éventuel des récifs. »