Symbiose des coraux

Le Corail Tropical

Taxonomie et biologie des coraux

La symbiose

La symbiose est une association qui dure pendant au moins une partie du cycle biologique, entre deux ou plusieurs organismes spécifiquement distincts. Cette association conduit à la formation d'une nouvelle entité biologique, le symbiocosme, lui-même soumis à la sélection naturelle. Au plan physiologique, la symbiose permet généralement une meilleure adaptation au milieu et, au plan génétique, elle est un moyen sophistiqué d'acquérir de nouveaux gènes par transfert latéral. L'intégration du symbiote au métabolisme de l'hôte est parfois si poussée que le symbiote fait figure de nouvel organite cytoplasmique.

Le symbiote est en quelque sorte un ensemble de gènes prêt à fonctionner, acquis d'un coup et généralement transmis à toute la descendance par voie maternelle. Comme ces gènes confèrent généralement un avantage, la symbiose tend à se répandre très rapidement dans toute la population et même dans toute l'espèce. Il s'agit d'un mécanisme beaucoup plus efficace que la mutagenèse ou les remaniements chromosomiques pour modifier le génome global. Dans un second temps d'ailleurs, des gènes peuvent être transférés du symbiote vers le génome nucléaire de l'hôte, comme cela a été proposé pour les mitochondries et les plastes. Ainsi, d'une certaine façon, le symbiote intégré fait-il figure d'organite complètement domestiqué par l'hôte. Selon ce raisonnement, l'hôte pourrait être considéré comme un parasite vis-à-vis du symbiote, la symbiose étant considérée comme un mécanisme ultime de prédation génique inventé par les métazoaires. A ce titre, elle apparaît comme l'un des plus efficace mécanisme d'innovation biologique qui soit et il faut admettre son rôle non seulement dans la formation de la cellule hôte mais aussi dans toute l'évolution.

Les premières études des associations symbiotiques ont considéré les Dinoflagellés présents dans les tissus animaux comme des parasites ou comme des gamètes puis comme des glandes unicellulaires. Elles ont ensuite été considérées comme des algues symbiotiques nommées zooxanthella.

Une même espèce de zooxanthelle peut être associée à différentes espèces d'hôtes, il n'y a donc pas de corrélation étroite entre les deux espèces. De plus, certaines espèces d'hôtes abritent plusieurs espèces de symbiotes. L'utilisation du terme de zooxanthelle n'est pas assez précis, il doit ainsi être remplacé par le terme de Dinoflagellé symbiotique. Cependant le terme de zooxanthelle est couramment utilisé par l'ensemble de la communauté scientifique qui ne semble pas prête à en abandonner l'usage.

Les premières descriptions taxonomiques des zooxanthelles ont été réalisées sur une méduse du genre Cassiopea, il s'agissait de la première description d'un Dinoflagellé symbiotique, Symbiodinium microadriaticum.

Dans de nombreux taxons, les zooxanthelles sont transférées de l'adulte à l'oeuf. Dans le cas d'organismes adultes aposymbiotiques, ceux-ci sont capables de rétablir l'association avec des zooxanthelles. Chez les organismes adultes, les zooxanthelles sont essentiellement regroupées par deux ou trois dans les cellules endodermiques orales et sont contenues dans une vésicule délimitée par une membrane de la cellule animale, la vésicule périsymbiotique. Le Dinoflagellé et cette vésicule forment le symbiosome. Ainsi, d'un point de vue écologique, au sein des cellules animales, les zooxanthelles bénéficient d'une stabilité de milieu, elles ne sont plus soumises à la sédimentation, elles sont protégées du broutage et peuvent bénéficier des produits du catabolisme du corail. Les coraux quant à eux, acquièrent une source de carbone leur permettant, dans certains cas, d'être autotrophes.

Les pigments des zooxanthelles sont à l'origine de la couleur des coraux, sauf lorsque ceux-ci disposent de pigments surnuméraires qui leur confèrent des couleurs plus vives et fluorescentes. Les zooxanthelles ont une forme sphéroïde de 9 à 12 µm pour un volume moyen de 400 à 600 µm3. La biomasse respective des deux partenaires reste difficile à estimer, le plus souvent, les zooxanthelles sont comptées soit par polype soit par unité de surface de tissu animal et bien que leur abondance soit fonction des espèces, elle est estimée entre 1 et 10 106 zooxanthelles par cm2 de tissu animal.

La caractéristique principale de l'association "corail - Dinoflagellés" réside en la capacité des zooxanthelles à réaliser la photosynthèse au sein même d'une cellule animale. Il est admis que les zooxanthelles sont à l'origine du succès des récifs coralliens en contribuant, entre autre, aux besoins métaboliques des cellules hôtes. La relation entre la présence de zooxanthelles et la capacité à calcifier des coraux reste incomprise. De nombreux auteurs mettent en évidence une stimulation de la calcification par la lumière, stimulation qui aurait pour origine l'activité photosynthétique des zooxanthelles.

En revanche, d'autres Cnidaires comme le corail rouge, le corail noir ou les coraux sciaphiles n'abritent pas de zooxanthelles et synthétisent pourtant un squelette.

Le blanchissement correspond à la perte de la coloration des coraux laissant transparaître le squelette blanc. Il est consécutif à la perte, soit des zooxanthelles symbiotiques, soit à la disparition des pigments photosynthétiques. Les causes et les mécanismes de cette altération restent actuellement inconnus.

La plupart des hypothèses suggèrent que des températures élevées, une intensité anormale d'ultraviolets, ou l'augmentation de la pression partielle en CO2 sont à l'origine des épisodes de blanchissement. Le blanchissement pourrait être une réaction adaptative plutôt que pathologique, provenant d'une opportunité saisie par le corail de se recombiner avec d'autres zooxanthelles plus aptes à s'accommoder d'un environnement modifié.

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