Red death: the fungus that kills corals and threatens the oceans ...

Mort rouge : une apocalypse sous-marine en cours

Qu'est-ce que la mort rouge

L'Agent pathogène : Aspergillus sydowii et la famille des champignons assassins

Le principal suspect sur les lieux du crime est le champignon Aspergillus sydowii. Il appartient au genre Aspergillus, un groupe de champignons filamenteux ubiquitaires et connus pour leur versatilité écologique. Beaucoup d'Aspergillus sont des saprophytes inoffensifs, certains sont utilisés dans la production alimentaire (comme l'Aspergillus oryzae pour la sauce soja et le saké), tandis que d'autres, malheureusement, sont des pathogènes dangereux pour l'homme et les animaux. Aspergillus sydowii entre dans cette dernière catégorie.

Caractéristiques principales d'Aspergillus sydowii :

• Morphologie : comme tous les Aspergillus, il produit de longues hyphes cloisonnées qui forment un mycélium. La caractéristique la plus distinctive est son conidiophore (la structure portante des spores) qui se termine par une vésicule à partir de laquelle irradient des rangées de phialides, qui à leur tour produisent des chaînes de conidies (spores asexuelles). Ces spores sont minuscules, facilement transportables par les courants d'air et d'eau.
• Ubiquité : c'est un champignon tellurique, commun dans le sol de tous les continents. Sa présence dans l'environnement marin est un témoignage inquiétant de sa capacité à s'adapter à des environnements non conventionnels pour un champignon.
• Pathogénicité : c'est un agent étiologique connu de l'aspergillose chez les coraux, en particulier chez les gorgones (coraux mous) et chez certaines espèces de coraux durs. Sa dangerosité réside dans la production de mycotoxines et d'enzymes lytiques qui détruisent les tissus de l'hôte.

Cependant, il est réductif d'attribuer la mort rouge exclusivement à A. sydowii. La recherche a démontré que d'autres champignons, comme certains membres du genre Fusarium, peuvent causer des syndromes similaires. La "mort rouge" est donc souvent le symptôme d'une infection fongique généralisée, un signal d'un système immunitaire corallien effondré.

Le mécanisme de la mort : comment un champignon tue un corail

Un corail n'est pas une créature unique, mais un superorganisme symbiotique. Le polype corallien (animal) héberge dans ses tissus des millions d'algues unicellulaires appelées zooxanthelles. Ces algues fournissent jusqu'à 90 % de l'énergie du corail grâce à la photosynthèse. En échange, elles reçoivent protection et nutriments. La mort d'un corail commence presque toujours par la rupture de cette symbiose cruciale.

Lorsque les spores d'A. sydowii ou d'autres champignons pathogènes entrent en contact avec un corail, elles germent et les hyphes commencent à pénétrer activement dans ses tissus. Le champignon ne "mange" pas le corail au sens traditionnel. Au lieu de cela, il agit de deux manières principales :

1. Production de toxines et d'enzymes : le champignon sécrète de puissantes enzymes extracellulaires (protéases, chitinases, lipases) qui dégradent la matrice organique du tissu corallien, le liquéfiant efficacement pour faciliter l'absorption des nutriments. De plus, il produit des mycotoxines qui empoisonnent à la fois le polype corallien et les zooxanthelles.
2. Déclenchement d'une réponse immunitaire catastrophique : le système immunitaire inné du corail reconnaît l'envahisseur et déclenche une réponse inflammatoire massive. Cependant, cette réponse est souvent excessive et mal régulée. Les tissus du corail sont envahis par des cellules immunitaires qui libèrent des substances chimiques destructrices (comme les espèces réactives de l'oxygène - ROS) dans une tentative de tuer le champignon. Malheureusement, ce "feu ami" endommage gravement ou tue les zooxanthelles voisines et les cellules du corail elles-mêmes.

Le résultat de cette attaque est la lyse (rupture) des cellules et l'expulsion des zooxanthelles. Ce processus est ce que nous voyons comme la décoloration : le corail perd sa couleur et devient blanc, révélant son squelette de carbonate de calcium sous-jacent. La mort rouge spécifique se produit lorsque la réponse immunitaire provoque des hémorragies tissulaires ou lorsque le mycélium fongique lui-même, densément compacté, devient visible sous forme de tache ou de feutre de couleur rouge-rosé ou violacé sur le tissu corallien mourant. Le corail, privé de sa principale source d'énergie et dévasté par l'infection, ne peut plus se nourrir ou se régénérer et meurt de faim et de maladie.

L'impact de la mort rouge sur les écosystèmes marins : un effet domino

L'effondrement de la biodiversité : de la métropole sous-marine au désert biologique

Les récifs coralliens couvrent moins de 1 % des fonds océaniques, mais abritent plus de 25 % de toutes les espèces marines connues. Cette biodiversité extraordinaire est rendue possible par la structure tridimensionnelle complexe créée par les squelettes des coraux, qui offre d'innombrables niches écologiques pour une multitude d'organismes.

Lorsque le champignon de la mort rouge tue les coraux, le premier effet et le plus immédiat est la perte d'habitat. Sans les coraux vivants, la structure du récif commence à se dégrader. Les squelettes morts sont érodés par les vagues, les organismes bioéroseurs et la chimie de l'eau elle-même. Cet effondrement architectural a des conséquences désastreuses :

• Perte d'abri : les petits poissons, les invertébrés et les stades juvéniles de nombreuses espèces perdent leurs cachettes contre les prédateurs. Cela conduit à un effondrement des populations de poissons.
• Effondrement de la chaîne alimentaire : de nombreux herbivores qui maintiennent l'équilibre des algues se nourrissent des algues qui poussent sur les coraux ou des tissus coralliens eux-mêmes. Leur disparition permet aux macroalgues de prendre le dessus, étouffant toute tentative de rétablissement des coraux survivants.
• Extinctions locales : les espèces hautement spécialisées, qui dépendent d'un type particulier de corail pour la nourriture ou l'habitat, sont les premières à disparaître.

Statistique alarmante : une étude publiée dans Science a estimé que la couverture corallienne vivante dans la Grande Barrière de Corail australienne a subi un déclin de plus de 50 % au cours des trois dernières décennies, les maladies infectieuses (y compris la mort rouge) étant l'une des causes primaires, avec la décoloration due aux températures élevées. Ce déclin a entraîné une diminution correspondante de l'abondance et de la diversité des poissons de récif.

Conséquences économiques et sociales : le prix de la mort d'un écosystème

La mort des récifs coralliens n'est pas seulement un problème environnemental ; c'est une crise économique et humanitaire de proportions mondiales. Des centaines de millions de personnes dans le monde dépendent directement ou indirectement des récifs coralliens pour leur survie et leur subsistance.

• Pêche : les récifs coralliens sont des nurseries essentielles pour de nombreuses espèces de poissons d'importance commerciale. L'effondrement du récif conduit directement à l'effondrement de la pêche locale, privant les communautés côtières de nourriture et de revenus.
• Tourisme : le tourisme lié aux récifs coralliens (plongée sous-marine, snorkeling, pêche sportive) est une industrie de plusieurs milliards de dollars. Des récifs malades et mourants n'attirent pas les visiteurs, entraînant la perte d'emplois et la faillite des économies locales qui dépendent de ce secteur.
• Protection côtière : les récifs coralliens sains fonctionnent comme des brise-lames naturels, absorbant jusqu'à 97 % de l'énergie des vagues. Cela protège les côtes de l'érosion et des inondations pendant les tempêtes et les ouragans. La mort du récif corallien expose les côtes à la fureur de la mer, augmentant le risque de dommages aux biens et aux infrastructures et mettant en danger des vies humaines. La valeur économique de cette protection est estimée à des milliers de milliards de dollars au niveau mondial.

Les causes profondes : pourquoi le champignon est-il en train de gagner ?

Les changements climatiques : le grand amplificateur

Le réchauffement climatique est le plus grand multiplicateur de menaces pour les récifs coralliens. Il agit en synergie avec la mort rouge de manière dévastatrice :

1. Augmentation de la température de l'eau : les eaux plus chaudes stressent physiologiquement les coraux, les amenant à expulser leurs zooxanthelles (décoloration). Un corail décoloré est un corail affaibli, avec le système immunitaire compromis et donc extrêmement vulnérable aux infections fongiques. La maladie finit souvent le travail commencé par la décoloration.
2. Acidification des océans : l'absorption du CO2 atmosphérique par les océans abaisse leur pH, les rendant plus acides. Ce processus, connu sous le nom d'acidification des océans, affaiblit les squelettes de carbonate de calcium des coraux, les rendant plus fragiles et difficiles à construire. Un corail qui lutte pour calcifier a moins d'énergie à consacrer à ses défenses immunitaires.
3. Événements météorologiques extrêmes : les ouragans et les cyclones plus intenses endommagent physiquement les coraux, créant des blessures par lesquelles les pathogènes fongiques peuvent facilement pénétrer.

Pollution et stress anthropique : armes de destruction massive microbienne

Les activités humaines sur la terre ferme se déversent dans la mer, créant les conditions idéales pour la prolifération de pathogènes comme les champignons.

• Rejet d'eaux usées et agricoles : ces rejets sont riches en nutriments (azote et phosphore). Les champignons, comme de nombreux microorganismes, prospèrent dans des environnements eutrophisés (riches en nutriments). Un afflux de nutriments peut agir comme un "engrais pour champignons", stimulant la croissance d'Aspergillus et d'autres pathogènes.
• Sédimentation : les sédiments remués par les activités de construction, la déforestation et l'agriculture se déposent sur les coraux. Cela étouffe les polypes, bloque la lumière solaire nécessaire aux zooxanthelles pour la photosynthèse et introduit souvent des spores fongiques et d'autres pathogènes directement en contact avec les tissus coralliens.
• Pathogènes d'origine terrestre : il a été supposé que les spores d'Aspergillus sydowii sont transportées par les tempêtes de poussière du Sahara à travers l'Atlantique jusqu'aux Caraïbes. C'est un exemple puissant de la façon dont l'homme, en altérant les écosystèmes terrestres, peut involontairement exporter des maladies vers des environnements marins éloignés.

Lien autorisé 1 : le Global Coral Reef Monitoring Network (GCRMN) fournit des rapports détaillés sur l'état de santé des récifs coralliens mondiaux, analysant les menaces combinées du changement climatique et des maladies. (s'ouvre dans une nouvelle fenêtre)

La bataille pour la survie : stratégies pour contrer la mort rouge

Diagnostic et surveillance : la médecine préventive pour le récif

La première ligne de défense est le diagnostic précoce et la surveillance constante. Identifier une flambée de mort rouge dans ses premières phases est crucial pour contenir sa propagation.

• Détection par satellite et aérienne : les technologies de télédétection avancées peuvent identifier la décoloration de masse à grande échelle, indiquant les zones à haut risque où envoyer ensuite des équipes pour des investigations plus approfondies.
• Surveillance sous-marine : des programmes comme AGRRA (Atlantic and Gulf Rapid Reef Assessment) forment des plongeurs (scientifiques et citoyens) à identifier et documenter les maladies coralliennes, y compris les signes de la mort rouge, en utilisant des protocoles standardisés. Cela crée une quantité énorme de données précieuses.
• Diagnostic de laboratoire : des échantillons de tissu corallien malade sont analysés en laboratoire pour isoler et identifier avec précision l'agent pathogène fongique grâce à des techniques de biologie moléculaire (ex. séquençage de l'ADN). Ceci est essentiel pour comprendre l'épidémiologie de la maladie.

Lien autorisé 2 : le NOAA Coral Reef Conservation Program coordonne les efforts de surveillance et de recherche sur les maladies coralliennes aux États-Unis et au niveau international, fournissant des lignes directrices et des ressources précieuses. (s'ouvre dans une nouvelle fenêtre)

Traitements et restauration : la médecine curative et la réhabilitation

Lorsqu'une flambée est identifiée, les scientifiques expérimentent des traitements directs, similaires à ceux utilisés en médecine humaine.

• Application d'antibiotiques et d'antimycosiques : à petite échelle, des plongeurs appliquent des pâtes ou des gels contenant des antimycosiques (comme le clotrimazole) directement sur les lésions fongiques. Cela peut arrêter localement la progression de la maladie sur des coraux à haute valeur écologique. Cependant, cette approche n'est pas scalable pour des récifs entiers et soulève des inquiétudes concernant le développement de résistances et l'impact environnemental des médicaments.
• Probiotiques pour coraux : c'est l'une des frontières les plus prometteuses. L'idée est d'isoler des bactéries bénéfiques naturellement présentes sur les coraux sains qui produisent des composés antifongiques. Ces bactéries "probiotiques" peuvent ensuite être appliquées sur des coraux malades ou stressés pour booster leur microbiome protecteur et l'aider à combattre l'infection à Aspergillus.
• Restauration active : des programmes de reproduction en captivité et de transplantation sont utilisés pour restaurer les populations de coraux décimées. Les "corallicultures" élèvent des "super coraux" – des souches qui ont démontré une plus grande résistance au stress thermique et aux maladies – qui sont ensuite transplantés sur le récif. Ces individus résilients peuvent aider à relancer le processus de repeuplement.

Lien autorisé 3 : SECORE International est une organisation à la pointe de la recherche sur la reproduction sexuée des coraux et les techniques de restauration à grande échelle. (s'ouvre dans une nouvelle fenêtre)

La solution : politique globale et action locale

En fin de compte, aucun traitement miracle ne sauvera à lui seul les récifs coralliens. La seule solution durable est de s'attaquer aux causes racines : le changement climatique et la pollution locale.

• Atténuation du changement climatique : il est impératif de réduire drastiquement et rapidement les émissions globales de gaz à effet de serre. Chaque dixième de degré de réchauffement évité signifie moins d'événements de décoloration et moins de stress pour les coraux.
• Réduction de la pollution locale : améliorer le traitement des eaux usées, mettre en œuvre des pratiques agricoles durables pour réduire le ruissellement de nutriments et de sédiments, et protéger les zones côtières du développement incontrôlé sont des actions qui peuvent être entreprises immédiatement au niveau local et qui ont un impact direct et positif sur la santé du récif corallien.
• Aires marines protégées (AMP) : établir et faire respecter efficacement des AMP bien gérées fournit aux coraux un refuge contre certains stress (comme la surpêche et l'ancrage), leur donnant une meilleure chance de résister aux stress globaux comme le réchauffement et les maladies.

Lien autorisé 4 : l'International Coral Reef Initiative (ICRI) est un partenariat mondial entre gouvernements et organisations qui travaillent à préserver les récifs coralliens et les écosystèmes associés dans le monde entier. (s'ouvre dans une nouvelle fenêtre).