Les coraux

La symbiose corallienne

        1) Type de symbiose
        2) Intervenants
        3) Localisation
        4) Oxéonie
        5) Mécanisme symbiotique
        6) Intérêt

1) Type de symbiose : mutualisme

2) Intervenants :

coraux zooxanthellés (Scléractiniaires, famille des Hexacoralliaires et des Octocoralliaires) et zooxanthelles (famille des Dinoflagellés, algues unicellulaires)

Classification, droits réservés,

3) Localisation :

Tous les récifs coralliens (Scléractiniaires hermatypiques) en général sont zooxanthellés, on retrouve ces derniers généralement dans les mers chaudes (entre 22 et 28°C) dans les 20 premiers mètres de profondeur, là où l’action des vagues est intense, avec des marées et une eau relativement « pure ». On retrouve ainsi les Scléractiniaires hermatypiques de l’Atlantique tropical et ceux de la province Indo-Pacifique principalement.

4) Oxéonie :

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 ; il est donc préférable d’utiliser le terme de Dinoflagellés symbiotiques à celui de zooxanthelles qui n’est pas assez précis.

5) Mécanisme symbiotique :

schéma d'un polype, droits réservés les Scléractiniaires zooxanthellés sont non seulement hétérotrophes (capture de zooplancton par les polypes) mais également autotrophes grâce à leur symbiose avec des algues unicellulaires nommées zooxanthelles situées dans leurs tissus (entre 10⁵ et 10⁶ zooxanthelles par cm² de tissu animal en moyenne, sachant que les zooxanthelles ont une forme sphéroïde de 9 à 12 μm pour un volume moyen de 400 à 600 μm³). 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.

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. Cette association est mutualiste car les bénéfices engendrés sont réciproques. Les zooxanthelles libèrent de l’oxygène de par leur activité photosynthétique ainsi que des produits photosynthétisés sous forme de substances organiques essentielles au métabolisme du corail. Les zooxanthelles produisent notamment du glycogène, des lipides, du glycérol, du glucose, des acides aminés, des polysaccharides, des vitamines, des hormones, etc., qui transitent vers le tissu animal corallien (polype). Une partie de ces substances est utilisée par les tissus pour le métabolisme des glucides, protides et lipides. Les algues représentent donc une source de carbone organique pour le corail. Parallèlement, le métabolisme du polype corallien crée des déchets comme du gaz carbonique, des composés azotés et phosphorés, dont une partie est utilisée par les zooxanthelles. De plus, le corail offre une protection aux zooxanthelles qui sont à la base du phytoplancton hors activité symbiotique.

6) Intérêt :

Centre scientifique de Monaco,droits réservés Actuellement, les recherches les plus développées concernant les coraux sont sans conteste celles du Centre Scientifique de Monaco (Cf photo ci-contre). En effet, de nombreux scientifiques ont conscience de l’importance de mieux comprendre l’écophysiologie corallienne qui a pour but d’approfondir la connaissance des processus de symbiose et de calcification.

D’après les chercheurs, la symbiose serait le phénomène à l’origine de la formation des cellules composant tous les organismes supérieurs.

Ainsi, l’étude de la symbiose est sans aucun doute essentielle car elle permettrait de comprendre les mécanismes évolutifs à l’origine de la formation de nos cellules.

Galaxea Fascicularis, droits réservés De plus, ces recherches intéressent directement le domaine des biotechnologies marines, actuellement en plein essor. Plus précisément, une meilleure connaissance des processus de la symbiose grâce aux études sur les coraux zooxanthellés contribuerait à des applications telles que la purification de substances d’intérêt pharmaceutique, la mise au point de cultures cellulaires ou l’utilisation d’organismes (zooxanthelles, bactéries symbiotiques) à des fins appliquées.

Un autre intérêt actuel des coraux est lié à leur mode de vie, ce dernier les contraignant à s’exposer au soleil pour leur activité photosynthétique symbiotique. Ainsi, les symbiotes sont exposés aux rayons du soleil et à des quantités toxiques d’oxygène. Parallèlement, ces symbiotes protègent les polypes des « coups de soleil » et des stress oxydants en produisant des substances. Ce sont ces substances qui retiennent l’attention des scientifiques de part leur intérêt pharmaceutique pour l’homme.

La compréhension de ces mécanismes de protection serait utile pour aider à nous protéger des effets toxiques du soleil et de l'attaque des radicaux libres dont il est suggéré qu'ils sont à l'origine du vieillissement.

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 restent à l'heure actuelle largement débattues : apport énergétique, élimination de CO² ou d'autres poisons métaboliques, synthèse d'éléments indispensables à la constitution du squelette... De nombreux auteurs mettent en évidence une stimulation de la calcification par la lumière (on parle de photocalcification), stimulation qui aurait pour origine l'activité photosynthétique des zooxanthelles.

La mise en évidence d’interactions entre les coraux et la communauté bactérienne présentes dans le milieu marin est un sujet d’actualité. La nature de ces interactions ainsi que la diversité des rôles joués par les deux protagonistes restent à définir.

Les recherches méritent donc d’être approfondies dans ces deux domaines.

De plus, contrairement à une algue libre, le Dinoflagellé symbiotique n'est pas directement en contact avec l'eau de mer, puisqu'il se trouve en situation intracellulaire, au sein des cellules endodermiques de l'animal, à l'intérieur d'une vésicule. Il est donc intéressant de déterminer le rôle respectif de l'hôte animal et du symbiote dans cette association. Cette étude a été réalisée par de nombreuses approches complémentaires utilisant à la fois les coraux constructeurs de récifs et les anémones de mer.

Autre sujet d’étude préoccupant, le phénomène de blanchissement des récifs coralliens est au cœur des recherches. 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.

Enfin l’équipe de recherche sur les coraux du Centre de recherche scientifique de Monaco a réussi à identifier un des mécanismes directement lié à la symbiose corallienne avec les dinoflagellés. Ainsi, il a été démontré que l'hôte animal participe activement à l'absorption du carbone inorganique pour alimenter la photosynthèse de son symbiote. Le mécanisme mis en jeu fait appel à une H+-ATPase membranaire qui, vraisemblablement, permet la déshydratation du HCO₃- présent en grande quantité dans l'eau de mer en CO², qui diffuse alors dans la cellule. Une anhydrase carbonique intracellulaire facilite alors l'équilibre du CO² avec le HCO₃- intracellulaire, empêchant un flux de retour.
Ainsi, il apparaît que le corail est l'un des rares organismes à absorber activement le gaz carbonique alors que les animaux le rejettent normalement. Les coraux contrôlent donc la photosynthèse de leurs symbiotes, ce qui ouvre de nouvelles perspectives d’approfondissement en terme de recherches scientifiques.

Références Bibliographiques :