Le changement climatique a un impact sur les écosystèmes des récifs coralliens à l’échelle mondiale. Les coraux provenant de systèmes d’aquaculture ex situ peuvent aider à soutenir les efforts de restauration et de recherche. Ici, les techniques d’alimentation et de culture des coraux qui peuvent être utilisées pour favoriser le maintien à long terme des coraux scléractiniaires couveurs ex situ sont décrites.
Le changement climatique affecte la survie, la croissance et le recrutement des coraux à l’échelle mondiale, avec des changements à grande échelle dans l’abondance et la composition des communautés attendus dans les écosystèmes récifaux au cours des prochaines décennies. La reconnaissance de cette dégradation des récifs a suscité une série de nouvelles interventions actives basées sur la recherche et la restauration. L’aquaculture ex situ peut jouer un rôle de soutien grâce à la mise en place de protocoles robustes de culture corallienne (par exemple, pour améliorer la santé et la reproduction dans le cadre d’expériences à long terme) et par la fourniture d’un approvisionnement constant en géniteurs (par exemple, pour une utilisation dans des projets de restauration). Ici, des techniques simples pour l’alimentation et la culture ex situ de coraux scléractiniaires couveurs sont décrites en utilisant le corail commun et bien étudié, Pocillopora acuta, comme exemple. Pour démontrer cette approche, les colonies de coraux ont été exposées à différentes températures (24 °C contre 28 °C) et à différents traitements d’alimentation (nourris ou non nourris) et le rendement et le moment de la reproduction, ainsi que la faisabilité de nourrir les coraux avec des nauplius d’Artemia aux deux températures, ont été comparés. Le taux de reproduction a montré de fortes variations entre les colonies, avec des tendances différentes observées entre les traitements à la température ; à 24 °C, les colonies nourries ont produit plus de larves que les colonies non nourries, mais l’inverse a été observé dans les colonies cultivées à 28 °C. Toutes les colonies se sont reproduites avant la pleine lune, et les différences dans le moment de la reproduction n’ont été observées qu’entre les colonies non nourries dans le traitement à 28 °C et les colonies nourries dans le traitement à 24 °C (jour lunaire moyen de reproduction ± écart-type : 6,5 ± 2,5 et 11,1 ± 2,6, respectivement). Les colonies de coraux se nourrissaient efficacement de nauplius d’Artemia aux deux températures de traitement. Les techniques d’alimentation et d’élevage proposées sont axées sur la réduction du stress corallien et la promotion de la longévité de la reproduction d’une manière rentable et personnalisable, avec une applicabilité polyvalente dans les systèmes d’aquaculture à flux continu et à recirculation.
De nombreux écosystèmes de récifs coralliens dans le monde sont en train de disparaître et de se dégrader en raison du stress dû aux températures élevées entraîné par le changement climatique 1,2. Le blanchissement des coraux (c’est-à-dire la rupture de la symbiose corail-algue3) était considéré comme relativement rare au cours des4 dernières années, mais il se produit maintenant plus fréquemment5, et on s’attend à ce qu’un blanchissement annuel se produise dans de nombreuses régions d’ici le milieu ou la fin du siècle 6,7. Ce raccourcissement de la période intermédiaire entre les épisodes de blanchissement peut limiter la capacité de résilience des récifs8. Les impacts directs du stress à haute température sur les colonies coralliennes (par exemple, lésions tissulaires9 ; épuisement de l’énergie10) sont intrinsèquement liés aux impacts indirects à l’échelle du récif, dont une réduction de la capacité de reproduction et de recrutement est particulièrement préoccupante11. Cela a stimulé une série de recherches appliquées explorant, par exemple, l’amélioration active in situ du recrutement (par exemple, l’ensemencement des récifs12), les nouvelles technologies pour la mise à l’échelle de la restauration des coraux13 et la simulation des signaux de reproduction pour induire la reproduction dans les systèmes ex situ 14. En complément de ces interventions actives, la reconnaissance récente des avantages de l’alimentation hétérotrophe chez les coraux soumis à un stress à haute température15 et l’exploration du rôle que l’apport alimentaire peut jouer dans la reproduction16.
L’alimentation hétérotrophe est connue pour influencer les performances des coraux17 et a été spécifiquement liée à l’augmentation de la croissance des coraux18,19, ainsi qu’à la résistance thermique et à la résilience20,21. Pourtant, les avantages de l’hétérotrophie ne sont pas omniprésents chez les espèces de coraux22 et peuvent différer en fonction du type d’aliment consommé 23, ainsi que du niveau d’exposition à la lumière24. Dans le contexte de la reproduction des coraux, l’alimentation hétérotrophe a montré des résultats variables, avec des observations d’une capacité de reproduction supérieure à25 et inférieureà 26 après une alimentation hétérotrophe. L’influence de l’alimentation hétérotrophe sur la reproduction des coraux à travers un spectre de températures est rarement évaluée, mais chez le corail tempéré Cladocora caespitosa, l’hétérotrophie s’est avérée plus importante pour la reproduction dans des conditions de température plus basses27. Une meilleure compréhension du rôle de la température et de l’alimentation sur le rendement reproducteur est probablement nécessaire pour déterminer si des récifs spécifiques (par exemple, les récifs associés à une grande disponibilité de nourriture28) possèdent une plus grande capacité de recrutement dans le cadre du changement climatique.
À l’instar de la production reproductive, l’effet de la température et de l’alimentation sur le moment de la reproduction chez les coraux reste relativement peu étudié, bien que la synchronisation de la reproduction avec les conditions abiotiques/biotiques soit un facteur important pour le succès du recrutement dans un océan qui se réchauffe29. Il a été démontré que des températures plus chaudes entraînent une reproduction plus précoce dans les études de conditionnement thermique des coraux menées en laboratoire30, et cela a également été observé dans les coraux collectés sur les récifs naturels au cours des saisons31. Pourtant, il est intéressant de noter que la tendance inverse a récemment été observée chez les coraux nourris cultivés au cours d’une année dans un système d’écoulement ex situ (c’est-à-dire que la reproduction s’est produite plus tôt dans le cycle lunaire à des températures hivernales plus fraîches et plus tard dans le cycle lunaire à des températures estivales plus chaudes)32. Ce résultat contrasté suggère que le moment de la reproduction peut s’écarter des schémas typiques dans des conditions associées à des ressources énergétiques abondantes.
Des expériences contrôlées à long terme sous différents scénarios de température pourraient contribuer à une meilleure compréhension de l’influence de l’hétérotrophie sur la reproduction chez les coraux scléractiniaires. Cependant, le maintien de colonies de coraux reproducteurs dans des conditions ex situ pendant plusieurs cycles de reproduction peut être difficile (mais voir les recherches précédentes32,33). Des techniques simples et efficaces pour l’alimentation active (source de nourriture : Artemia nauplii) et la culture à long terme d’un corail couvant (Pocillopora acuta) dans un système d’aquaculture à écoulement continu sont décrites ; Cependant, il convient de noter que toutes les techniques décrites peuvent également être utilisées dans les systèmes d’aquaculture en recirculation. Pour démontrer ces techniques, une comparaison préliminaire du taux de reproduction et du moment de la reproduction des colonies de coraux maintenues à 24 °C et 28 °C sous traitement « nourri » et « non nourri » a été effectuée. Ces températures ont été choisies pour se rapprocher des températures de l’eau de mer en hiver et en été, respectivement, dans le sud de Taïwan30,34 ; Une température plus élevée n’a pas été choisie parce que la promotion de la culture ex situ à long terme, plutôt que de tester la réponse des coraux au stress thermique, était l’un des principaux objectifs de cette expérience. De plus, la densité des nauplius d’Artemia avant et après les séances d’alimentation a été quantifiée pour comparer la faisabilité d’une alimentation hétérotrophe aux deux traitements à température.
Plus précisément, 24 colonies de P. acuta (extension linéaire totale moyenne ±écart-type : 21,3 cm ± 2,8 cm) ont été obtenues à partir de bassins à écoulement continu dans les installations de recherche du Musée national de biologie marine et d’aquarium, dans le sud de Taïwan. Pocillopora acuta est une espèce de corail commune qui possède à la fois une stratégie de reproduction à la volée et une stratégie de reproduction généralement couveuse35,36. Les colonies parentes de ces coraux ont été collectées à l’origine dans le récif Outlet (21,931°E, 120,745°N) environ 2 ans plus tôt pour une autre expérience32. Par conséquent, les colonies de coraux utilisées dans la présente expérience ont été élevées toute leur vie dans des conditions de culture ex situ ; Plus précisément, les colonies ont été exposées à la température ambiante et à un cycle lumière/obscurité de 12 h : 12 h à 250 μmol quanta m−2·s−1 et ont été nourries avec des nauplius d’Artemia deux fois par semaine. Nous reconnaissons que cette culture ex situ à long terme pourrait avoir affecté la façon dont les colonies ont réagi aux conditions de traitement dans cette expérience. Nous voudrions donc souligner que l’objectif principal ici est d’illustrer comment les techniques décrites peuvent être utilisées efficacement pour la culture de coraux ex situ en démontrant un exemple appliqué dans lequel les effets de la température et de l’alimentation sur la reproduction des coraux ont été évalués.
Les colonies de coraux ont été réparties uniformément dans six réservoirs de culture à écoulement continu (longueur intérieure du réservoir x largeur x hauteur : 175 cm x 62 cm x 72 cm ; régime d’éclairage du réservoir : 12 h : cycle lumière :obscurité à 250 μmol quanta m−2·s−1) (Figure 1A). La température dans trois des réservoirs a été réglée à 28 °C et la température dans les trois autres réservoirs a été réglée à 24 °C ; chaque réservoir avait un enregistreur qui enregistrait la température toutes les 10 minutes (voir le tableau des matériaux). La température était contrôlée indépendamment dans chaque réservoir à l’aide de refroidisseurs et de réchauffeurs, et la circulation de l’eau était maintenue à l’aide de moteurs à débit (voir le tableau des matériaux). La moitié des colonies de chaque réservoir (n = 2 colonies/bassin) ont été nourries avec des nauplius d’Artemia deux fois par semaine, tandis que les autres colonies n’ont pas été nourries. Chaque séance d’alimentation a duré 4 h et s’est déroulée dans deux réservoirs d’alimentation indépendants à température spécifique. Pendant l’alimentation, toutes les colonies ont été déplacées dans les bassins d’alimentation, y compris les colonies non nourries, afin de normaliser l’effet de stress potentiel du déplacement des colonies entre les bassins. Les colonies dans les traitements d’alimentation et de non-alimentation ont été placées dans leur propre compartiment à l’aide d’un cadre grillagé à l’intérieur des réservoirs d’alimentation à température spécifique afin que seules les colonies à l’état d’alimentation reçoivent de la nourriture. Le rendement et le moment de la reproduction des coraux ont été évalués quotidiennement à 09h00 pour chaque colonie en comptant le nombre de larves qui avaient été relâchées dans les conteneurs de collecte des larves pendant la nuit.
Cette évaluation préliminaire de l’effet de la température et de l’alimentation sur la reproduction des coraux a révélé des différences dans le rendement et le moment de la reproduction entre les colonies cultivées dans des conditions de traitement distinctes. De plus, il a été constaté que l’alimentation des colonies de coraux avec des nauplius d’Artemia semblait être efficace à des températures relativement fraîches (24 °C) et chaudes (28 °C). Ces résultats combinés mettent en évide…
The authors have nothing to disclose.
Cette recherche a été financée par le ministère de la Science et de la Technologie (Taïwan), numéros de subvention MOST 111-2611-M-291-005 et MOST 111-2811-M-291-001.
Artemia cysts | Supreme plus | NA | Food source |
Chiller | Resun | CL650 | To cool down water temperature if needed |
Conductivity portable meter | WTW | Cond 3110 | To measure salinity |
Enrichment diets | Omega | NA | Used in Artemia cultivation |
Fishing line | Super | Nylon monofilament | To hang the coral colonies |
Flow motors | Maxspect | GP03 | To create water flow |
Heater 350 W | ISTA | NA | Heaters used in tanks |
HOBO pendant temperature logger | Onset Computer | UA-002-08 | To record water temperature |
LED lights | Mean Well | FTS: HLG-185H-36B | NA |
Light portable meter | LI-COR | LI-250A | Device used with light sensor to measure light intensity in PAR |
Light sensor | LI-COR | LI-193SA | NA |
Plankton net 100 µm mesh size | Omega | NA | To collect larvae and artemia |
Primary pump 6000 L/H | Mr. Aqua | BP6000 | To draw water from tanks into chiller |
Propeller-type current meter | KENEK | GR20 | Device used with propeller-type detector to measure flow rate |
Propeller-type detector | KENEK | GR3T-2-20N | NA |
Stereo microscope | Zeiss | Stemi 2000-C | To count the number of artemia |
Temperature controller 1000 W | Rep Park | O-RP-SDP-1 | To set and maintain water temperature |