Ce qui était à bien des égards un pari a porté ses fruits pour un groupe de biologistes dévoués - et éventuellement pour d'autres scientifiques à la recherche d'un nouveau moyen de préserver les espèces menacées.
En utilisant du sperme congelé pour fertiliser des œufs vivants, les chercheurs ont été en mesure de reproduire le corail d'elkhorn ( Acropora palmata ) dans une zone géographique et d'elkhorn dans une zone différente, ouvrant ainsi la voie à la possibilité de sauver non seulement cette espèce menacée et en le rendant plus résistant aux changements climatiques, mais aussi une source d’espoir pour restaurer d’autres espèces.
Mary Hagedorn, chercheuse principale au Smithsonian Conservation Biology Institute et co-auteur principal de l'article, décrit le travail présenté lors de la conférence qui a été présentée à la conférence Reef Futures en Floride la semaine dernière.
«C’est herculéen que nous avons fait cela. Le travail était si dur à tous les niveaux », dit-elle.
Hagedorn et des centaines de collègues ont collaboré au projet, qui utilise du sperme cryoconservé d’Elkhorn de Floride, de Porto Rico et de Curaçao dans les Caraïbes pour féconder des œufs vivants prélevés sur du corail d’Elkhorn à Curaçao afin de créer des larves qui ont ensuite été élevées dans des réservoirs d’isolement dans des pépinières en Floride. Jusqu'à présent, les bébés coraux (ou recrues) d'un mois constituent l'une des plus grandes populations vivantes créées à partir de matériel cryoconservé - à l'exception des êtres humains, explique Hagedorn.
Les collègues qui étudient les coraux ont dédaigné l’idée d’utiliser la cryopréservation comme technique de procréation assistée, dit-elle. «Il était très difficile de faire comprendre aux gens à quel point ce processus scientifique était important non seulement pour préserver la biodiversité, mais aussi pour aider aux processus de restauration, en particulier lorsque nous essayons de créer des coraux de meilleure qualité et plus robustes pour l'avenir», explique Hagedorn.
«C’est une particularité supplémentaire que nous ayons fait cette percée dans les coraux d’Elkhorn, car ils sont très importants pour la construction de récifs coralliens et la protection des rivages dans les Caraïbes», explique Kristen Marhaver, co-auteur. (SCBI, photo de Stephani Gordon) «Le fait de pouvoir cryoconserver le sperme de corail nous permet de cultiver des coraux de la même manière que les hommes cultivent depuis des siècles - en préservant la diversité génétique dans les banques de semences et en sélectionnant les individus les plus puissants parmi les populations locales pour aider l'espèce à mieux se développer», déclare l'étude co-auteur principal Kristen Marhaver dans un communiqué de presse du Smithsonian.
Les chercheurs ont choisi l'elkhorn - un grand corail à croissance rapide et à branches épaisses ressemblant à du bois - parce qu'il constitue un protecteur essentiel pour les îles menacées de destruction par la montée des mers et qu'il joue un rôle essentiel dans l'habitat du poisson dans les Caraïbes. Il est également répertorié depuis 2006 comme espèce menacée par le Service national des pêches maritimes.
Les Elkhorn ont diminué de plus de 90% dans les Caraïbes, à cause des maladies et du réchauffement de leurs eaux.
«C’est une particularité supplémentaire que nous ayons fait cette percée dans les coraux d’Elkhorn, car ils sont très importants pour la construction de récifs coralliens et la protection des rives tout autour des Caraïbes», explique Marhaver, scientifique associée à la station de recherche CARMABI à Curaçao.
L'idée derrière le travail était de voir si les elkhorn vivant dans les eaux chaudes des côtes de Curaçao pourraient conférer un certain type d'attributs spéciaux à elkhorn sur les côtes de la Floride et de Porto Rico, qui connaissent maintenant des températures plus clémentes.
Au lieu de déplacer un elkhorn de Curaçao vers d’autres localités - qui, bien qu’il s’agisse de la même espèce, pourraient potentiellement introduire de nouveaux champignons ou bactéries dans ces eaux non indigènes - ils ont décidé de croiser le sperme et les œufs d’elkhorn de Emplacements.
Mais les chercheurs ont d'abord dû capturer le sperme et les ovules, ce qui impliquait un timing et un peu de chance. Les Elkhorns, comme tous les coraux, sont hermaphrodites et libèrent ainsi simultanément les œufs et le sperme.
On sait que l'elkhorn fraye une fois par an en août dans les Caraïbes, généralement autour de la pleine lune. Pour obtenir le sperme, les plongeurs descendent généralement dans un récif et cherchent le signal indiquant que l'eldorne «se couche» ou tient les faisceaux œuf-sperme. Ils ne tiennent ces paquets que pendant environ une demi-heure. Les plongeurs doivent donc rapidement jeter un filet de soie artificielle sur les paquets - qui ressemblent presque à de l'acné - et attendre qu'ils soient libérés, explique Hagedorn. Le réseau entraine les faisceaux flottants dans un dispositif de collecte et les scientifiques peuvent ensuite séparer le sperme, un fluide laiteux, des œufs.
Les deux ne sont viables que pendant environ cinq à sept heures - ce qui rend l'idée d'élever un elkhorn de Curaçao avec un elkhorn de Floride très délicate. Mais en 2007, Hagedorn et ses collègues ont développé une technique permettant de congeler le sperme. Ils ont ouvert une banque de sperme à Porto Rico en 2008 et une autre peu après en Floride. Ce sperme congelé a été utilisé pour fertiliser les œufs vivants qu’ils avaient recueillis à Curaçao.
Néanmoins, le processus de collecte ne s'est pas déroulé sans heurts à Curaçao. Les récifs étaient proches du rivage, ce qui facilitait l'accès - les plongeurs venaient de se glisser avec leur équipement. Mais Hagedorn et ses collègues n'étaient pas tout à fait sûrs de l'apparition d'Elkhorn à Curaçao. Avec une pleine lune fin juillet et une autre en août, ils ne voulaient prendre aucun risque. Ainsi, pendant six semaines, les scientifiques se sont préparés pour la collecte et les plongeurs se sont rendus au récif - chaque nuit - jusqu'à ce qu'ils assistent finalement à une grande ponte sur deux jours au début de septembre, presque deux semaines après la pleine lune d'août.
Les chercheurs ont utilisé du sperme frais de Curaçao pour fertiliser ces œufs frais. Ils ont également créé trois autres lots de croix. Ils ont utilisé des spermatozoïdes d'elkhorn congelés de Curaçao, de Floride et de Porto Rico pour fertiliser les œufs d'elkhorn de Curaçao.
Sans surprise, le sperme frais a fait mieux que le congelé - un taux de fertilisation de 91%, contre 37 à 82% pour le sperme congelé de Curaçao, de 3 à 19% pour le sperme de Floride congelé et de 0 à 24% pour le gelé de Porto Rico. sperme. Hagedorn dit que cela dépendait souvent de la qualité de l'œuf, qui variait au cours des deux nuits. Et, dans certains cas, le sperme gelé était sur la glace depuis 10 ans; Aujourd'hui, les techniques de cryoconservation sont meilleures et devraient conduire à des taux de réussite plus élevés, dit-elle.
Et bien que les coraux soient la même espèce, ils ont certaines distinctions génétiques, donc l’incompatibilité biologique est également un problème, dit Hagedorn. «Mais ça a fonctionné, c'était l'essentiel», souligne-t-elle.
Les chercheurs avaient espéré rassembler et envoyer 100 000 larves fécondées, mais ils n’ont pu en créer que 20 000. Au bout d'un mois, 55% des mineurs créés à partir de sperme congelé et 81% de ceux créés à partir de sperme frais étaient encore en vie dans les deux institutions, le Mote Marine Laboratory et le Florida Aquarium Center for Conservation, où ils sont surveillés. C'est un énorme succès, dit Hagedorn.
«Je pense que le meilleur que j'ai jamais fait est de quatre pour cent», dit-elle. "La croissance a été phénoménale."
L'étape suivante consiste à montrer qu'ils peuvent mûrir. Et l’espoir est d’accélérer cette maturation - en utilisant une technique mise au point par Mote - pour les faire frayer à trois ans, au lieu de sept ans, dit Hagedorn.
Et, à terme, elle aimerait trouver un moyen d’attirer les nouveaux elkhorns, peut-être plus résistants, dans l’océan. «Lorsque nous essayons de créer de meilleurs outils de restauration, nous devons pouvoir les essayer dans la nature», explique Hagedorn. "Sinon, pourquoi les créer?"
Parce qu'ils sont métissés, c'est la preuve qu'il s'agit de la même espèce, bien qu'isolée, éloignée géographiquement. En dépit des similitudes, l’introduction dans la nature ne doit pas être prise à la légère, déclare Hagedorn. "Nous devons être très prudents dans notre façon de faire."
Le financement de ce projet a été fourni par Paul G. Allen Philanthropies, la Fondation de la famille Paul M. Angell et le Fonds de la famille Volgenau-Fitzgerald.
