Morsures de science environnementale Volume 2

Les coraux jouent un rôle central dans les écosystèmes marins et ont un impact significatif sur les humains. Ces espèces marines font face à des menaces à mesure que les températures augmentent, et les humains utilisent des techniques de pêche qui étourdissent les poissons et libèrent des produits chimiques nocifs dans les océans. Le cyanure continuera-t-il d’être problématique pour les coraux ou de nouvelles recherches mèneront-elles à des pratiques de pêche alternatives?

Figure 1. Les coraux montrent des signes de blanchiment lorsqu’ils commencent à blanchir. Cet effet peut gravement nuire au corail et éventuellement entraîner sa mort. Photographie gracieuseté de l’Université d’État de l’Oregon, 2012, FlickrCommons. CC BY-SA 2.0.

Les coraux sont des animaux marins dont les polypes forment des relations endosymbiotiques avec les algues du genre Symbiodinium.5 Ces dinoflagellés, connus sous le nom de zooxanthelles, sont essentiels à la santé des coraux car ils photosynthétisent et fournissent de l’énergie sous forme de sucres.2 Le blanchiment des coraux est un processus par lequel les coraux expulsent leurs symbiotes algaux pour augmenter leurs chances de survie, ce qui entraîne une décoloration des colonies de coraux (figure 1).2 Les algues peuvent être remplacées, mais le corail mourra peu après l’événement s’il n’acquiert pas de nouvelles algues.4

Les coraux jouent un rôle central dans les écosystèmes marins. Ils fournissent un abri et un substrat à de nombreuses espèces différentes de poissons et d’invertébrés. De plus, leur impact sur les humains est important. Les récifs coralliens atténuent les dommages causés aux propriétés en bord de mer en amortissant les vagues, ce qui éroderait autrement la plage. En outre, on estime que les récifs coralliens génèrent des milliards de dollars de revenus grâce à la pêche, à la biomédecine et au tourisme.4 En tant que tel, l’entretien des récifs coralliens est essentiel à la conservation océanique.

Figure 2. Quelles Sont Les Causes Du Blanchiment Des Coraux? Avec l’aimable autorisation de la NOAA, 2017. Domaine public.

Trois facteurs de stress majeurs sont couramment évalués concernant les événements de blanchiment des coraux. Premièrement, le réchauffement rapide des océans est souvent cité comme le principal facteur contribuant au blanchiment massif des coraux.3,4,5 Lorsque les températures augmentent, les coraux expulsent leurs endosymbiontes. Les occurrences d’El Nino, un déclencheur majeur des précédents épisodes de blanchiment, devraient augmenter en fréquence à mesure que les températures mondiales augmenteront.2 Cela pourrait provoquer des changements drastiques dans les conditions auxquelles les coraux pourraient ne pas être en mesure de résister. La pêche à l’explosion peut également affecter négativement les coraux. Le dynamitage consiste à étourdir les poissons avec des explosifs afin de les rendre plus faciles à capturer.10

Le nitrate de potassium est souvent utilisé dans les communautés locales comme méthode bon marché pour produire des effets explosifs souhaitables.10 Ce processus se traduit souvent par des coraux fragmentés provenant de la source de l’explosion et peut avoir des impacts significatifs sur la santé des récifs.10 Enfin, la pêche au cyanure est une pratique courante où le cyanure est utilisé pour étourdir les poissons et les rendre plus faciles à capturer.1,2,3,6,8,9,10,11 Il peut également tuer des poissons qui ne peuvent tolérer des doses plus élevées utilisées pour étourdir les plus gros poissons. Environ 70% des poissons capturés pour les aquariums sont capturés au cyanure de sodium.3 Il est illégal dans de nombreux pays mais reste répandu dans les régions dépourvues de réglementation.9 Le cyanure peut déclencher des événements de blanchiment locaux en inhibant l’activité photosynthétique du Symbiodinium.1,5,7,8

Une quantité importante de recherches est en cours pour étudier les impacts des facteurs de stress susmentionnés. En particulier, de nombreux chercheurs souhaitent apprendre comment les facteurs de stress chimiques peuvent avoir un impact sur la santé des coraux. Une grande partie des recherches référencées se concentre sur l’impact du cyanure sur les coraux durs et leurs dinoflagellés endosymbiotiques. Dans une expérience, les chercheurs ont exposé des coraux à des concentrations variables d’ions cyanure.1 Ces concentrations étaient inférieures à celles habituellement utilisées par les opérations de pêche.1 Les coraux ont répondu en expulsant leurs zooxanthelles. L’analyse des données décrit la densité réduite des zooxanthelles et l’augmentation de la division cellulaire des zooxanthelles pour les groupes exposés au cyanure.1 Certains des dinoflagellés exposés au cyanure sont morts, tandis que d’autres semblaient décolorés.1 Ces résultats démontrent les graves impacts que le cyanure peut avoir sur l’activité photosynthétique et la santé des coraux.1

Des expériences similaires confirment ces résultats et ont montré que le cyanure inhibe spécifiquement le cycle de Calvin de la photosynthèse chez les dinoflagellés.Les concentrations 5,6,7,8 pour ces expériences ont été soigneusement sélectionnées pour trouver le niveau de cyanure qui inhibe le cycle de Calvin mais n’affecte pas les autres processus dans l’un ou l’autre organisme.5,6,7,8 De plus, certaines découvertes ne soutiennent pas l’hypothèse selon laquelle le stress thermique seul peut inhiber le cycle de Calvin.8 D’autres recherches ont montré que le cyanure a un impact significatif sur le corail lui-même ainsi que sur d’autres organismes exposés à des concentrations élevées. Les preuves suggèrent que le cyanure inhibe l’activité mitochondriale et réduit donc la disponibilité de l’ATP (adénosine triphosphate) dans les cellules.3 Ensemble, ces données présentent une préoccupation légitime pour la santé des coraux où le cyanure est utilisé. Les coraux et leurs symbiotes dinoflagellés sont affectés négativement par le cyanure, ce qui peut exacerber les événements de blanchiment.

Figure 3. Les techniques de pêche alternatives peuvent être préjudiciables aux espèces aquatiques, telles que le corail dans les récifs coralliens. La pêche par explosion utilise des explosifs sous l’eau pour étourdir les poissons, ce qui les rend plus faciles à attraper. Le cyanure de sodium est souvent utilisé dans une pratique connue sous le nom de pêche au cyanure dans laquelle les poissons sont étourdis par la substance et sont ensuite plus faciles à capturer pour une utilisation dans les aquariums. Des facteurs majeurs contribuent à des événements majeurs de blanchiment des coraux, tels que dans des zones spécifiques de la Grande Barrière de Corail en Australie. Avec l’aimable autorisation de Drajay1976, 2013, Wikimedia Commons. CC BY-SA 3.0., Ella Weaver, 2017., et Université d’État de l’Oregon, 2016, Wikimedia Commons. CC BY-SA 2.0.

Les chercheurs recherchent des approches plus pragmatiques pour lutter contre la pêche au cyanure, car elle est difficile à réglementer. L’une des propositions porte sur l’utilisation de l’huile de girofle dans les opérations de pêche.4 L’huile de clou de girofle fait perdre conscience au poisson et peut servir d’alternative au cyanure.4 Dans une étude exposant les coraux à des concentrations variables de solution d’huile de girofle, les chercheurs ont constaté que de faibles concentrations n’étaient pas nocives pour le corail utilisé dans l’expérience.4 En revanche, de faibles concentrations de cyanure se sont révélées très dommageables.1 Ainsi, l’huile de clou de girofle peut être une alternative viable dans l’industrie de la pêche car elle n’a pas d’impact écologique significatif sur les populations locales de coraux.4

Outre les alternatives à la pêche au cyanure, il est important de développer de nouvelles techniques permettant de détecter le cyanure lorsqu’il est utilisé illégalement.9,11 Cette approche à deux volets peut offrir une alternative tout en punissant ceux qui ne cessent pas d’activités illégales. L’un des moyens d’y parvenir consiste à détecter l’anion thiocyanate, qui est excrété par les poissons marins après qu’ils ont neutralisé l’ion cyanure.11 La fibre optique est utilisée en plus de la technologie de chromatographie liquide pour détecter le thiocyanate.11 Cette nouvelle technique pourrait être utilisée pour détecter les poissons d’aquarium capturés illégalement et éliminerait par conséquent les avantages de l’utilisation du cyanure dans les pratiques de pêche.11

En plus des méthodes mécaniques de détection du cyanure, plusieurs méthodes biologiques existent. Les bactéries sont capables de métaboliser l’ion cyanure et de le convertir en cyanate grâce à l’utilisation d’oxygène.9 Plus le cyanure est dégradé, plus les niveaux d’oxygène diminuent.9 La diminution des niveaux d’oxygène peut être surveillée à l’aide d’électrodes à oxygène Clark, qui mesureraient indirectement les niveaux de cyanure dans l’eau de mer.9 D’autres biocapteurs utilisant les propriétés des enzymes ont été proposés pour la détection du cyanure et peuvent souvent fournir des mesures précises des concentrations de cyanure.9

Figure 4. Les récifs coralliens sains diminuent en nombre à mesure que les événements de blanchiment des coraux deviennent plus fréquents. Avec l’aimable autorisation de la NOAA, 2011, FlickrCommons. Domaine public.

Bien qu’il y ait encore un besoin de recherche sur les causes des événements de blanchiment des coraux, les effets du cyanure sur les coraux sont de plus en plus bien compris. La mise en évidence de cette cause permet aux politiques de lutter contre la pêche au cyanure grâce à de nouvelles méthodes de détection et de dépistage des poissons d’aquarium dans les pays dotés de l’infrastructure nécessaire pour le faire. Une compréhension de l’impact physiologique du cyanure sur les coraux et la vie marine permettra également d’avoir une vision plus large de la toxicologie des niveaux trophiques au sein des écosystèmes. Alors que de plus en plus de recherches mettent en évidence l’impact du réchauffement des températures sur le blanchiment des coraux, il est essentiel que les problèmes plus faciles à résoudre soient résolus pour soulager les populations de coraux locales de certaines de ces pressions.

  1. Cervino, J.M., et al. (2003). Changements dans la densité, la morphologie et l’indice mitotique des zooxanthelles chez les coraux hermatypiques et les anémones exposés au cyanure. Bulletin Sur La Pollution Marine, 46(5):573-586
  2. Programme de Surveillance et de Santé des Coraux. Blanchiment des coraux – Fond. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Extrait de http://www.coral.noaa.gov/research/climate-change/coral-bleaching.html
  3. Downs, C.A., et coll. (2010). Criblage in vitro de la toxicité cellulaire comme modèle animal alternatif pour la toxicologie des coraux: effets du stress thermique, du sulfure, de la roténone, du cyanure et de l’oxyde cuivreux sur la viabilité cellulaire et la fonction mitochondriale. Écotoxicologie, 19:171-184
  4. Frisch, A.J., et coll. (2007). Les effets de l’huile de clou de girofle sur le corail: Une évaluation expérimentale utilisant Pocillopora damicornis (Linné). Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 345(2):101-109
  5. Hill, R., et coll. (2014). Inhibition de la fixation photosynthétique du CO2 dans le corail Pocillopora damicornis et sa relation avec le blanchiment thermique. Journal of Experimental Biology, 217:2150-2162
  6. Jones, R.J. (1997). Effets du cyanure sur le corail. Bulletin d’Information sur les Poissons de Récif Vivants de la CPS, 3: 3-8
  7. Jones, R.J., & Hoegh-Guldberg, O. (1999). Effets du cyanure sur la photosynthèse des coraux: implications pour l’identification de la cause du blanchiment des coraux et pour l’évaluation des effets environnementaux de la pêche au cyanure. Série de Progrès de l’Écologie Marine, 177:83-91
  8. Jones, R.J., et coll. (1999). Fluorométrie de la Chlorophylle PAM: Une Nouvelle Technique in situ pour l’Évaluation du Stress chez les Coraux Scléractiniens, utilisée pour examiner les effets du Cyanure provenant de la pêche au cyanure. Bulletin Sur La Pollution Marine, 38(10):864-874
  9. Mak, K.K.W., et coll. (2005). Pêche au cyanure et détection du cyanure chez les poissons des récifs coralliens à l’aide de tests chimiques et de biocapteurs. Biocapteurs et Bioélectronique, 20(12):2581-2593
  10. McManus, J.W., et coll. (1997). Effets de Certaines Méthodes de Pêche Destructrices sur la Couverture Corallienne et les Taux Potentiels de Rétablissement. Gestion de l’Environnement, 21(1): 69-78
  11. Vaz, M.C.M., et coll. (2012). Le Thiocyanate Excrété Détecte Les Poissons de Récif Vivants Collectés Illégalement À L’Aide de Cyanure — Une Approche de Test Non Invasive et Non Destructive. PLoS ONE, 7 (4): e35355

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