La cryoconservation des coraux pour la reproduction, clé de la survie

 La cryoconservation des coraux pour la reproduction, clé de la survie


La cryoconservation des coraux pour la reproduction, clé de la survie

Colonie juvénile de corail elkhorn Acropora palmata en danger critique d’extinction. Crédit : Kristen Marhaver

Du sperme surgelé collecté sur des coraux en Floride et à Porto Rico a été utilisé pour fertiliser des œufs de corail à des centaines de kilomètres de distance à Curaçao. Les coraux juvéniles élevés à partir de ce couplage transcaribéen démontrent la compatibilité reproductive des colonies de coraux qui seraient autrement trop éloignées les unes des autres pour produire une progéniture à l’état sauvage et ils représentent la plus grande population d’animaux sauvages jamais élevée à partir de matériel cryoconservé.


Un article décrivant cette étude, rédigé par une équipe internationale de chercheurs, dont Mary Hagedorn de l’Université d’Hawai’i à la Mānoa School of Ocean and Earth Science and Technology (SOEST), a été publié dans le Actes de l’Académie nationale des sciences.

La technique pourrait être utilisée comme un outil de conservation en introduisant une variation génétique dans les coraux en voie de disparition et en accélérant potentiellement leur adaptation au changement climatique.

« La plupart des coraux ne tentent la reproduction sexuée qu’une fois par an et les œufs et le sperme ne sont viables que pendant une courte période », a déclaré Hagedorn, biologiste de recherche au Smithsonian Conservation Biology Institute et au Hawai’i Institute of Marine Biology de l’UH Mānoa. Elle est l’auteur principal de cette étude et a développé la technique de cryoconservation du sperme de corail dans son laboratoire à l’UH. « La cryoconservation nous permet d’élever des coraux de filiation à des centaines de kilomètres de distance. »

Flux génétique assisté

« Les coraux sont une espèce de base vitale pour les écosystèmes récifaux », a déclaré Iliana Baums, professeur de biologie à Penn State et l’un des dirigeants de l’équipe de recherche. « Les récifs fournissent un habitat pour une diversité d’espèces étonnante, protègent les rivages et sont économiquement importants pour la pêche, mais ils souffrent dans de nombreux endroits en raison du réchauffement des eaux océaniques. Sans intervention, nous continuerons à perdre des coraux à cause du changement climatique avec des conséquences potentiellement désastreuses.

La diversité génétique est le carburant de l’adaptation des espèces. L’une des principales sources de diversité génétique est la reproduction sexuée : de nouvelles combinaisons de gènes sont créées lorsqu’un spermatozoïde féconde un ovule. Cependant, la reproduction sexuée des coraux des Caraïbes à l’état sauvage est désormais extrêmement rare. Pire encore, parce que les coraux sont des créatures sessiles (fixées à un endroit), ils ont une capacité limitée à acquérir une nouvelle diversité génétique grâce au flux de gènes, la force évolutive qui augmente la diversité génétique lorsque des populations éloignées se réunissent, chacune apportant avec elle ses propres versions uniques. de gènes.

« Pour augmenter la diversité génétique des coraux, nous pouvons utiliser le » flux de gènes assisté « en rassemblant des coraux physiquement éloignés dans la nature, mais cela est incroyablement difficile sur le plan logistique », a déclaré Baums.

La cryoconservation des coraux pour la reproduction, clé de la survie

Fragment de corail elkhorn des Caraïbes en voie de disparition cultivé à partir de sperme cryoconservé. Crédit : Chris Page

Cryoconservation

La plupart des coraux se reproduisent en diffusant des paquets d’œufs et de sperme dans l’eau de mer lors d’un événement de frai spectaculaire programmé avec la pleine lune. Les chercheurs ont collecté ces faisceaux de coraux en Floride et à Porto Rico, ont séparé les ovules et le sperme, puis ont rapidement congelé les spermatozoïdes à l’aide d’une technique de cryoconservation à l’azote liquide.

« Parce que ces coraux ne produisent des œufs et du sperme qu’une fois par an, le sperme congelé collecté en Floride et à Porto Rico devait être cryoconservé à l’avance et stocké pendant plus d’un an jusqu’à ce qu’il puisse être utilisé pour un événement de frai à Curaçao », a déclaré Baums.

Certains spermatozoïdes ont été conservés congelés dans la banque de gènes du programme national de matériel génétique animal de l’USDA pendant une période pouvant aller jusqu’à 10 ans. Le sperme congelé a été transporté à Curaçao où il a été décongelé et utilisé pour féconder des ovules frais collectés localement. Les œufs fécondés se sont transformés en larves qui ont ensuite été transportées au Mote Marine Laboratory et à l’Aquarium de Floride en Floride, où elles ont été autorisées à se développer en adultes.

Un outil de conservation

« Dans l’ensemble, 42% de la progéniture des coraux transcaribéens ont survécu jusqu’à au moins six mois, le taux de survie le plus élevé jamais atteint chez cette espèce en voie de disparition », a déclaré Kristen Marhaver, biologiste marine à la Fondation CARMABI à Curaçao et co-auteure de l’étude. « Cela aurait été impossible sans la compétence et le travail acharné des aquariophiles qui ont rejoint notre collaboration. »

« Nous avons confirmé la filiation trans-caribéenne des coraux à l’aide d’une « puce » de génotypage développée dans mon laboratoire », a déclaré Baums. « Ces résultats démontrent que le flux génétique assisté pourrait être un outil précieux pour la conservation en introduisant la diversité génétique dans cette espèce marine en danger critique d’extinction. »


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Plus d’information:
Mary Hagedorn et al, Flux génétique assisté à l’aide de sperme cryoconservé dans des coraux en danger critique d’extinction, PNAS 21 septembre 2021, doi.org/10.1073/pnas.2110559118

Fourni par
Université d’Hawaï à Manoa

Citation:
La cryoconservation des coraux pour la reproduction, clé de la survie (2021, 8 septembre)
récupéré le 29 septembre 2021
de https://phys.org/news/2021-09-coral-cryopreservation-key-survival.html

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