Des données environnementales centralisées pour les récifs coralliens

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Densité du trafic maritime à proximité des récifs coralliens de la mer Rouge sur
Densité du trafic maritime à proximité des récifs coralliens de la mer Rouge sur l’application RECIFS. © GEOME / LGB / EPFL
A l’heure où les écosystèmes des coraux sont menacés par les activités humaines et le changement climatique, comprendre leurs forces et leurs fragilités est essentiel. Avec l’application web RECIFS, des scientifiques de l’EPFL proposent un outil pour y parvenir.

Créer un répertoire réunissant toutes les données environnementales et contextuelles des récifs coralliens du monde: telle est l’ambition de l’application web RECIFS (Reef Environment Centralized InFormation System). Développée par des scientifiques de l’EPFL, en collaboration avec l’Unité Mixte de Recherche de l’Écologie Marine Tropicale des Océans Pacifique et Indien (ENTROPIE), l’application permet de comparer des jeux de données variés afin de mieux comprendre comment les coraux parviennent - ou non - à s’adapter au changement climatique et à certaines activités humaines.

Conçu sur la base de données publiques de référence, RECIFS contient près de quatre décennies d’informations physiques (température de l’eau, vagues de chaleur, vitesse des courants marins, etc.) et chimiques (concentration de chlorophylle, salinité, pH, etc.). Ces données doivent permettre aux scientifiques et aux gestionnaires locaux de formuler des hypothèses sur leurs influences et d’élaborer des stratégies de conservation efficaces. L’application répertorie également des données liées à l’activité humaine, comme l’intensité du trafic maritime alentour, qui est une source de pollution, la proximité d’une ville et la densité de sa population, avec de potentiels problèmes de surpêche, et la présence de zones agricoles, et donc, d’engrais déversés dans la mer. L’application vient d’être présentée dans la revue Global Ecology and Biogeography.

Identifier les processus irréversibles

«Cette centralisation des données va nous aider à identifier tout ce qui a déclenché par le passé des processus irréversibles comme la mort des coraux provoquée par les vagues de chaleur. Nous pourrons aussi comprendre ce qui préserve certains récifs de telles détériorations et construire, là où il le faut, des aires marines protégées», explique Oliver Selmoni, premier auteur de l’étude, docteur en ingénierie de l’environnement de l’EPFL et lauréat du prix Chorafas 2020 pour ses recherches sur les coraux. Le chercheur cite par exemple la survenue de vagues de chaleur successives depuis les années 2000 liées au changement climatique. «Combien faut-il de vagues de chaleur et à quelle intensité pour que les coraux s’adaptent sans mourir? La pollution locale génère-t-elle de la résilience ou accentue-t-elle au contraire la fragilité des écosystèmes? Avoir accès à ces données au même endroit permet de répondre à ces questions». Des réponses d’autant plus urgentes à obtenir lorsque l’on sait que 14 % des coraux durs ont disparu dans le monde durant la dernière décennie majoritairement en raison de vagues de chaleur anormales.

Deux cas d’étude

L’article, piloté par le Groupe d’épidémiologie moléculaire géospatiale (GEOME), lié au Laboratoire de géochimie biologique (LGB) de l’EPFL, illustre l’utilité de la plateforme avec deux cas d’étude. Le premier se base sur un jeu de données préexistantes qui répertorient les variétés d’espèces de coraux dans les récifs des Caraïbes. Les autrices et auteurs de l’étude sont parvenus à identifier les caractéristiques qui expliquent les variations en diversité de coraux dans différentes zones des Caraïbes en s’appuyant sur les 302 variables environnementales réunies dans l’application. En d’autres mots: elles et ils sont parvenus à comprendre pourquoi la diversité des espèces est haute dans certaines zones et basse dans d’autres.

Le deuxième cas d’étude concerne la protection du vivaneau rayé, une espèce de poisson frayant au nord-ouest de l’Australie. Ici, les scientifiques ont utilisé des données génomiques préexistantes de 1016 individus et analysé la présence des traces génétiques qui pourraient sous-tendre une capacité d’adaptation locale du poisson aux conditions de son habitat. La comparaison de ces variations génomiques aux 302 variables environnementales de l’application suggère qu’une région, la Baie Shark, pourrait abriter une population de vivaneaux rayés ayant des capacités d’adaptation exceptionnelles, à la fois au stress thermique et à la variabilité des concentrations de phosphate.

Après avoir étudié les récifs coralliens de Nouvelle-Calédonie, de la mer Rouge et de l’océan Indien dans le cadre de sa thèse réalisée à la Faculté de l’environnement naturel, architectural et construit (ENAC), Oliver Selmoni a eu l’idée de développer l’application RECIFS, afin de rendre plus accessibles aux scientifiques et aux gestionnaires de récifs les données environnementales mondiales liées à la conservation des coraux. La plateforme sera mise à jour annuellement et pourrait connaître de futurs développements.

Références

Selmoni, O., Lecellier, G., Berteaux-Lecellier, V., & Joost, S. (2023). "The Reef Environment Centralized InFormation System (RECIFS): An integrated geo-Environmental database for coral reef research and conservation", Global Ecology and Biogeography, 20 March 2023. https://doi.org/10.1111/geb.13657

Travail effectué en collaboration avec l’ Institut de Recherche pour le Développement (IRD)  et l’ Unité Mixte de Recherche (UMR) ENTROPIE  basée à Noumea, en Nouvelle Calédonie.