Sous un manteau d’obscurité, illuminé uniquement par des bâtons brillants et des lampes de poche filtrées rouges, les chercheurs ont attendu sous l’eau de Largo espérant assister à l’un des événements les plus rares du sexe dans la mer.

C’est un spectacle délicat appelé The Coral Spawn – un phénomène une fois par an lorsque les colonies de corail des récifs de la Floride libèrent simultanément de minuscules paquets d’oeufs et de spermatozoïdes. Ils flottent à la surface dans une scène qui peut ressembler à un globe de neige secoué.

Le frai, qui se déroule généralement sur quelques jours et dure moins de 20 minutes, est déclenché par des indices environnementaux subtils – la phase de la lune, les marées et les températures de l’eau – que des récifs sains ont autrefois répondu dans une synchronisation cohérente. Mais ces dernières années, le changement climatique a perturbé le rythme de reproduction.

Un blanchiment de masse en 2023 alimenté par des températures records de l’eau côtière a dévasté les récifs de la Floride, conduisant à ce que les scientifiques de la Fondation de restauration corail appellent un « secteur de stress asynchrone » où les coraux ont libéré des œufs et des spermatozoïdes non développés trop tôt – comme si dans un dernier effort pour se reproduire avant de mourir. Mais cela s’est produit si tôt que l’élevage était en grande partie un buste.

Donc, cette apparition était absolument cruciale pour l’avenir des récifs coralliens de la Floride et pour les chercheurs qui travaillent à les faire revivre. Le mélange d’espoir et d’incertitude a été émotionnel pour Roxane Boonstra, un coordinateur de l’éducation à la Coral Restoration Foundation, qui a déchiré avant de sauter dans l’eau une nuit cette semaine.

« Le blanchiment était difficile pour le corail, comme s’ils avaient de la fièvre », a-t-elle déclaré. « Le degré de réchauffement n’était pas normal, et pour eux de revenir et d’apparaître serait tellement incroyable. »

À leur soulagement, les coraux ont livré. Il s’agissait du premier frai réussi pour Staghorn Coral qui pousse dans la crèche de la Fondation Coral Restoration depuis le blanchiment de masse en 2023.

Spawning est une grande référence pour la santé de toute colonie de corail, mais en particulier pour les pépinières, la fondation et d’autres programmes de restauration sont considérés comme essentiels pour reconstruire les récifs plus résilients, a déclaré Alex Neufeld, directeur du programme scientifique à la Coral Restoration Foundation.

« Les coraux, comme avec toute autre espèce d’animal, ils ne vont pas mettre de l’énergie et des ressources dans la reproduction s’ils ne sont pas en bonne santé », a déclaré Neufeld. « Si nous voyons des œufs viables, cela signifie que tous les autres besoins de base de la vie de base du corail doivent être satisfaits. Cela signifie que nos colonies sont saines et que nous faisons quelque chose de bien. »

Pourtant, il y a encore des signes que les mers des Caraïbes pourraient cuire à nouveau cette année avant la fin de l’été, à moins que les tempêtes de passage comme la tempête tropicale Erin aident à les refroidir.

La reproduction corallienne est un peu loin pour commencer. Dans la nature, des œufs de corail et des spermatozoïdes sont libérés dans l’eau et laissés pour se retrouver dans la dérive du courant. Mais avec des risques élevés d’oeufs et de spermatozoïdes dérivant ou mangé, couplé au réchauffement et à la pollution de l’océan, très peu de survivrent et se transforment en larves, et encore moins se déposent au fond de l’océan et se développent en coraux.

« Ils sont juste à la merci des vagues dans l’eau », a déclaré Neufeld.

Et parce que le blanchiment et d’autres problèmes ont décimé de nombreux récifs, les coraux voisins sont plus éloignés, ce qui rend plus difficile pour eux de se réunir à la surface, a déclaré Neufeld. Pensez-y comme glisser sur la charnière et tout le monde est trop loin pour valoir la peine de se rencontrer.

Les scientifiques espèrent donc intervenir pour aider, collecter soigneusement et gérer le processus de frai pour améliorer les chances.

Racing contre l’horloge

Au crépuscule, quelques heures avant que le corail ne fasse apparaître, l’équipe est descendue dans la pépinière qu’ils appellent « Spawning Alley ». La pépinière se compose de fragments de corail qui se balancent des structures de hangman que la Fondation Coral Restoration met 30 pieds sous la surface.

La deuxième descente était juste après 22h00 du soir, tout a l’air différent sous l’eau. Les vers dans le sang se prélasse devant les lampes de poche et la bioluminescence verte apparaît avec un mouvement dans l’obscurité totale.

Les chercheurs regardent de près le corail pour quelque chose appelé «réglage», ce qui est un signe que le frai est sur le point de commencer. À l’œil non formé, c’est difficile à voir. Les scientifiques le décrivent comme un bouton qui semble prêt à éclater.

Une fois que les œufs et les sacs de sperme – connus sous le nom de gamètes – sont libérés, les chercheurs n’ont que 35 à 45 minutes pour récupérer les minuscules paquets dans un tube à essai avant de commencer à se séparer en spermatozoïdes et en œufs. Il est important d’amener les gamètes au laboratoire avant de commencer à se séparer pour fertiliser par eux-mêmes, a déclaré Boonstra, afin que les chercheurs puissent traverser des variantes génétiques, un processus conçu pour améliorer la résilience aux températures de la mer.

Les gamètes, à peu près de la taille de Dippin ‘Dots, sont collectés dans des tubes livrés au navire exploité par le Shedd Aquarium, basé à Chicago.

Sur le bateau, les scientifiques Shedd font un cocktail de corail combinant des quantités égales de variations génériques différentes de corail en un seul réservoir. Il est doucement mélangé et séparé en différents conteneurs.

« Nous devons le garder vraiment même, pour donner une chance à chacun. Nous essayons vraiment d’augmenter nos chances de colons qui pourront réellement contribuer à cette nouvelle diversité génétique, ce qui renforce plus de résilience », a déclaré Shayle Matsuda, un écologiste sur le bateau de Shedd.

Les plongeurs sont allés collecter des gamètes chaque nuit cette semaine. Lundi, il y avait de petites quantités de frai, et mardi, lorsque le Herald a rejoint, il y en avait un peu plus. Mercredi soir a été un événement beaucoup plus important et des milliers de gamètes ont été collectés, a déclaré Matsuda. Ils s’attendent à ce que jeudi soir soit encore meilleur.

« Ils ont l’air bien », a déclaré Matsuda.

Expériences de pointe

Les scientifiques gèrent également différentes expériences sur le bateau en utilisant ces larves pour essayer de renforcer la tolérance à la chaleur.

Certains des gamètes ont été donnés à Sezarc, un groupe de zoos, d’aquariums et de centres de conservation se concentrant sur des solutions pour les défis de reproduction, pour être gelés à utiliser ultérieurement, et d’autres ont été passés par des tests de stress thermique.

Kevin Wong, un scientifique adjoint du Cnidarian Immunity Lab à l’Université de Miami, utilise des cellules souches des coraux tolérants à la chaleur qu’ils identifient pour essayer d’infuser des coraux adultes avec l’ADN plus tolérant à la chaleur.

« C’est une sorte de concept similaire aux transplantations de cellules souches, comme ces greffes de moelle osseuse pour l’homme entre l’homme, pour aider à remédier au cancer », a déclaré Wong.

Mais contrairement aux humains, les coraux ne tolèrent pas d’être coincé avec des aiguilles. Au lieu de cela, Wong a déclaré avoir créé de petites chambres où les fragments de corail trempent dans de nouvelles cellules pendant environ huit heures – suffisamment pour absorber le traitement, mais pas assez longtemps pour être là où ils meurent d’un débit d’eau limité.

Espoir pour l’avenir

Neufeld a déclaré que Coral Restoration Foundation a connu une « nuit très réussie ». Les chercheurs ont pu collecter des gamètes de 14 des 29 génotypes Staghorn de la Coral Restoration Foundation. Ils ont également collecté des échantillons dans une grande partie des voies de récif de Biscayne Bay au sud aux tortugas sèches.

Ils n’étaient pas la seule pépinière à avoir passé une bonne nuit. À environ 200 mètres au nord, Reef Renewal Us, un autre organisme sans but lucratif corail, a également eu un grand frait dans Key Largo, y compris d’une autre espèce rare appelée Elkhorn Coral. Staghorn et Elkhorn sont tous deux importants car ce sont des coraux à croissance rapide qui produisent de grandes branches, et ils ont autrefois dominé les récifs au large du sud de la Floride, a déclaré Ken Nedimyer, directeur technique de Reef Renewal.

« Chacune de nos structures et génotypes a donné naissance la nuit dernière », a déclaré Ken Nedimyer. « Pouvons-nous le faire à grande échelle? Et pouvons-nous en élever suffisamment de résistance à la chaleur pour durer jusqu’au siècle? Je ne sais pas, mais vous ne savez pas avant d’essayer. »

Ce que les chercheurs ne peuvent pas contrôler sont des changements climatiques mondiaux. Alors que le frai était prometteur, cette semaine a également vu des températures sous-marines sur bon nombre de ces mêmes récifs atteindre des niveaux dangereux. Tellement dangereux, en fait, que les moniteurs fédéraux de récif corallien ont donné à l’ordre officiel de « support » aux groupes de replantation de corail plus tôt cette semaine.

La National Oceanic and Atmospheric Administration a averti des groupes de pépinières de corail que les températures de l’eau étaient passées à 30,5 degrés Celsius, le seuil de blanchiment des coraux. Les clés ont été élevées à un niveau d’alerte 1 pour le blanchiment lundi – le deuxième plus haut niveau du tableau d’avertissement. À cette température, les fragments de corail bébé dans la nature pourraient ne pas survivre.

Le seul groupe autorisé à poursuivre sa replantation était une équipe de chercheurs plaçant de nouveaux fragments explicitement conçus pour résister à une chaleur marine extrême.

Mais un certain soulagement peut être à l’horizon. La tempête tropicale Erin devrait passer au nord des Caraïbes au cours du week-end en tant que grand ouragan puissant. Les vagues extérieures et les vents de la tempête refroidiront probablement les récifs surchauffés, donnant aux coraux un peu de sursis avant que les températures ne reprennent.

Matsuda, le scientifique de Shedd, a déclaré que des expériences comme celles-ci donnent l’espoir d’une solution qui non seulement construit la résilience sur le récif mais créant une solution évolutive. Cela nécessite beaucoup de temps et de ressources pour appliquer des traitements à des adultes individuels, a-t-il dit, mais avec la reproduction, ils travaillent avec des centaines de milliers de larves à la fois.

« Si nous pouvons trouver quelque chose qui aide ces larves à survivre, cela pourrait avoir un impact beaucoup plus important en aval », a déclaré Matsuda.

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