SUPERNATURAL 2020

Type Campagne océanographique
Navire Alis
Propriétaire navire IRD
Dates 07/03/2020 - 14/03/2020
Chef(s) de mission RODOLFO METALPA Riccardo

UMR ENTROPIE

IRD Centre de Nouméa

BP A5

98848 NOUMEA Cedex

DOI 10.17600/18001102
Objectif

Les récifs coralliens abritent l'une des plus grandes biodiversité de la planète et fournissent 36 milliards de dollars par an de services écosystémiques. Selon les données expérimentales actuelles, ils pourraient disparaître ou être décimés de façon dramatique dans les décennies à venir si les émissions de CO2 ne diminuent pas. Pourtant, il a récemment été découvert un site remarquable, qui est le seul analogue naturel des conditions climatiques futures présentant les trois principaux paramètres qui déterminent le changement climatique dans les océans : pH (<7,8) et oxygène (-20 à 30%) plus bas, et températures plus chaudes (+0,5 à 3°C). Bien que ces conditions soient généralement reconnues comme défavorables aux coraux, un récif corallien riche et abondant s'y est développé. Cet analogue naturel inédit apporte un nouvel espoir pour l'avenir des récifs coralliens et fournit un laboratoire naturel unique pour explorer comment les coraux pourraient suivre le rythme du changement climatique.
Notre objectif global est de répondre à la question suivante : "Comment les changements dans le métabolisme fonctionnel et l'expression des gènes des coraux (l'hôte et le microbiome associé) permettent-ils aux coraux de prospérer dans les eaux extrêmes de la mangrove en Nouvelle-Calédonie ?"; nous utiliserons une combinaison de technologies de séquençage de pointe et de mesures du taux physiologique pour répondre spécifiquement aux objectifs suivants : (a) Identifier les traits physiologiques des coraux dans les eaux de la mangrove en Nouvelle-Calédonie :
(a) Identifier les changements de caractéristiques physiologiques dans les taux métaboliques de l'holobionte entier (c'est-à-dire les taux de respiration, de photosynthèse, d'excrétion et de calcification ainsi que les profils protéiques et lipidiques), l'endosymbionte (c'est-à-dire l'efficacité de la photosynthèse, la densité du symbiote chlorophyllien, les taux de division cellulaire, etc) ; 
(b) Identifier et comparer la biodiversité des communautés d'endosymbiontes et de microbiomes coralliens dans le continuum d'habitats récifs-mangroves ; 
(c) Examiner la réponse génétique fonctionnelle exprimée par l'holobionte corallien (l'hôte et le microbiome associé) pour les espèces communes aux habitats de récifs et de mangroves ;
(d) Identifier comment les changements dans l'expression des gènes (objectifs b-c) sont liés aux différences dans les traits métaboliques clés qui régissent la condition physique à travers les habitats.
En abordant ces objectifs, nous apporterons un éclairage nouveau et unique sur la manière dont les holobiontes coralliens se "reprogramment génétiquement", et sur la manière dont cela est lié aux propriétés physiologiques émergentes qui leur permettent de prospérer dans des habitats qui présentent des extrêmes couplés de température et de pH. Les résultats permettront également d'identifier les espèces les plus susceptibles de résister à l'avenir, ce qui est particulièrement important pour la conservation des récifs coralliens et les projets d'évolution assistée qui visent à améliorer la résistance des coraux. Dans l'ensemble, SuperNatural fournira des résultats cruciaux et révolutionnaires qui peuvent changer fondamentalement notre compréhension de la façon dont le changement climatique affectera les récifs coralliens à l'avenir.

Données archivées au Sismer

Missions

Bibliographie

Publications

Romeo Daniele, Ramirez-Calero Sandra, Ravasi Timothy, Rodolfo-Metalpa Ricardo, Schunter Celia (2024). Neural Mechanisms of Mutualistic Fish Cleaning Behaviour: a Study in the Wild. Biology Letters, 20(10), 20240339 (8p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1098/rsbl.2024.0339 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00899/101051/


Izumiyama Michael, Spatafora Davide, Turco Gabriele, Dierckxsens Nicolas, Huerlimann Roger, Moore Billy, Kawai Erina, Reimer James, Agostini Sylvain, Harvey Ben P., Wada Shigeki, Rodolfo-Metalpa Riccardo, Ravasi Timothy. Multiple Environmental Stressors Drive Changes in Fish Communities: Evidence from a Tropical Natural Analogue to Future Oceans. Preprint IN PRESS. Publisher's official version : https://doi.org/10.2139/ssrn.4847402 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00917/102850/


Jacquemont Juliette, Houlbrèque Fanny, Tanvet Clément, Rodolfo-Metalpa Riccardo (2022). Long-term exposure to an extreme environment induces species-specific responses in corals’ photosynthesis and respiration rates. Marine Biology, 169(6), 82 (15p.). Publisher's official version : https://doi.org/10.1007/s00227-022-04063-6 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00773/88500/


Maggioni Federica, Pujo-Pay Mireille, Aucan Jérôme, Cerrano Carlo, Calcinai Barbara, Payri Claude, Benzoni Francesca, Letourneur Yves, Rodolfo-Metalpa Riccardo (2021). The Bouraké semi- enclosed lagoon (New Caledonia). A natural laboratory to study the life-long adaptation of a coral reef ecosystem to climate change-like conditions. Biogeosciences, 18(18), 5117-5140. Publisher's official version : https://doi.org/10.5194/bg-18-5117-2021 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00693/80480/


Camp Emma F., Suggett David J., Pogoreutz Claudia, Nitschke Matthew R., Houlbreque Fanny, Hume Benjamin C. C., Gardner Stephanie G., Zampighi Marco, Rodolfo-Metalpa Riccardo, Voolstra Christian R. (2020). Corals exhibit distinct patterns of microbial reorganisation to thrive in an extreme inshore environment. Coral Reefs, 39(3), 701-716. https://doi.org/10.1007/s00338-019-01889-3

Références des communications dans des colloques internationaux

Maggioni F, Bell J. J, Pujo-Pay M, Shaffer M, Cerrano C, Lemonnier H, Letourneur Y, Rodolfo-Metalpa R. (2022) Shift in sponge organic matter recycling and symbiont photosynthetic activity under extreme environmental conditions. 11th International sponge symposium, 10-14 October 2022, Leiden (Netherlands).

2021 Maggioni F, Bell J. J, Pujo-Pay M, Cerrano C, Letourneur Y, Rodolfo-Metalpa R. Effect of high pCO2 and low oxygen on the sponge loop in a mangrove lagoon in New Caledonia. 14th International Coral Reef Symposium (ICRS), Bremen (Germany), 21 July 2021.

2021 Majorel C, Maggioni F, Jourand P, Rodolfo-Metalpa R. SAR202 clade of the phylum Chloroflexi dominates the Rhabdastrella globostellata sponge microbiome exposed to sub-optimal environmental conditions. 14th International Coral Reef Symposium (ICRS), Bremen (Germany), 19 July 2021.

2021 Tanvet C, Sutton J, Guillermic M, Govan S, Thouzeau G and Rodolfo-Metalpa R. Physiological plasticity of corals long-life acclimatized to contrasting pH conditions. International Coral Reef Symposium,19-23 July 2021, Bremen, Germany.

Thèses ayant utilisé les données de la campagne

Panetier Aurélie (2023). Shipborne Global Navigation Satellite Systems for Offshore Atmospheric Water Vapor Monitoring. PhD Thesis, ENSTA Bretagne.


Tanvet Clément (2023). Acclimatation des récifs coralliens aux changements climatiques : écophysiologie et signatures géochimiques dans un contexte d'acidification des océans. PhD Thesis, Université de Bretagne Occidentale.