Enquête sur l’horloge biologique du corail 2/2

© S. Bollet / Tara Expeditions Foundation

Partie 2/2

Oren Levy, professeur agrégé à la faculté des sciences de la vie et directeur du laboratoire d’écologie marine moléculaire (LMME) à l’Université Bar-Ilan en Israël, a embarqué à bord de la goélette aux Palaos lors du leg organisé par le Centre scientifique de Monaco (CSM). À bord, il n’est pas rare que les chercheurs présentent leurs travaux à l’équipage, en début de soirée lors d’une conférence organisée en petit comité dans le carré. Voilà comment Oren s’est retrouvé devant un auditoire de Taranautes pour évoquer l’objet de ses recherches en Israël et au CSM, qu’il a rejoint pour une année sabbatique. Focus sur les mécanismes d’une horloge un peu particulière dans une interview en deux parties.

 

Nous avons vu dans la première partie de cette interview que ce que nous appelons l’horloge biologique, ou horloge circadienne, est liée à la détection des signaux issus de l’environnement. Votre recherche est axée sur la ponte du corail.

Oui, essayons de comprendre comment les coraux détectent les changements dans leur environnement, par le biais de capteurs chimiques et photosensibles. Par exemple, au lever et au coucher du soleil, ainsi qu’au clair de lune, les longueurs d’onde lumineuse varient, provoquant la libération de gamètes dans la colonne d’eau.

 

La ponte du corail est tout à fait unique

Ce qui est unique dans le la ponte du corail, c’est qu’il est toujours synchronisé avec la lumière de la lune. Il se produit habituellement de 3 ou 5 nuits après la pleine lune. Un bon exemple est une étude réalisée dans les Caraïbes. Les chercheurs ont suivi la même colonie pendant 20 ans pour déterminer le moment de la ponte. L’écart type, d’une année sur l’autre, a été de plus ou moins 10 minutes sur une période de 20 ans ! C’est vraiment stupéfiant lorsqu’on sait que, du point de vue de leur évolution génétique, les coraux sont très primitifs.

 

Green Stylophora SPS coral
© Kolevski.V

 

La ponte des coraux n’est pas seulement extrêmement précise, elle survient exactement au même moment

La Grande Barrière de corail abrite plus de 130 espèces de coraux. De manière incroyable, il a été prouvé qu’ils pondaient en même temps. C’est une fenêtre d’une nuit et nous parlons d’un récif de 2 500 kilomètres. Notre second travail a donc été de comprendre quels gènes étaient impliqués dans le moment du frai. Pour cela, nous avons divisé notre expérience en 3 phases, juste avant la période de ponte. Nous avons placé le corail n° 1 dans les conditions ambiantes, afin qu’il puisse percevoir les variations de la lune, du lever et de coucher de soleil et de la lumière ambiante. Le corail n° 2 a été placé chaque nuit sous une lumière artificielle, de très faible intensité. Le corail n° 3 a été recouvert d’un tissu noir, chaque jour, après le coucher du soleil.

 

Quels ont été les résultats de l’expérience ?

Nous avons échantillonné les 3 coraux jusqu’à la nuit de la ponte pour définir, au moyen de différentes technologies, le profil des gènes fortement exprimés pendant le frai et tenter ainsi d’identifier des gènes spécifiques. Ce qui a été unique dans cette expérience, c’est que seul le corail placé dans des conditions ambiantes a pondu. Aucun des 2 autres. Nous avons prélevé un échantillon après le frai, et examiné le profil des gènes. Nous l’avons comparé à tous les échantillons précédemment collectés. Nous avons ainsi réussi à identifier des gènes spécifiques, que nous considérons comme importants lors de la ponte.

 

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Pete West / Fondation Tara Expéditions

 

Pourquoi avez-vous placé le corail n° 2 sous un éclairage artificiel ?

Dans de nombreux endroits dans le monde, comme là où je travaille sur la mer Rouge, par exemple, il y a beaucoup d’urbanisation autour des récifs coralliens et donc de lumières artificielles – ce qu’on appelle la pollution lumineuse. Nous voulions donc savoir si cela pouvait affecter le moment du frai. Et c’est bien ce qui s’est produit. Un autre résultat associé à ce travail : nous avons échantillonné les coraux pendant les jours de pleine et de nouvelle lune, 4 fois par jour et constaté que les mêmes gènes ont des niveaux d’expression différents les jours de pleine lune comparativement aux jours de nouvelle lune. Ce qui signifie que le corail sait comment décompter les mois. Ainsi, si vous observez les mêmes gènes, vous pouvez mettre en évidence une expression plus élevée ou plus basse, à midi par exemple, entre les jours de nouvelle et de pleine lune. C’est probablement de cette manière que les coraux suivent les mois. Nous avons fait la même observation sur 2 coraux en Australie et au Japon.

 

Le travail que vous avez réalisé aux Palaos, à bord de Tara avec le Centre scientifique de Monaco, est-il également lié à cette recherche ?

Oui. Je poursuis le travail que j’ai mené à l’Institut interuniversitaire des sciences marines à Eilat (IIU – Israël). À Monaco, nous réalisons des expériences similaires, sous lumière artificielle, pour modifier la physiologie des coraux. En Israël, nous mettons des coraux dans des conditions ambiantes dans notre laboratoire marin, et nous en prélevons d’autres sur lesquels nous reproduisons l’intensité lumineuse d’Eilat. Les coraux restent plus de 5 mois dans ces conditions. Nous avons observé, en matière d’expression génétique, beaucoup de voies liées au cancer et à la fécondation. Nous avons donc désormais des preuves solides que la lumière artificielle a un impact sur les coraux, non seulement concernant la ponte, mais aussi leur physiologie, métabolisme, etc.

 

Propos recueillis par Noëlie Pansiot

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