Écologie trophique du froid angolais

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 9933 (2023) Citer cet article

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Les récifs coralliens d'eau froide (CWC) de la marge angolaise (Atlantique Sud-Est) sont dominés par Desmophyllum pertusum et abritent une communauté diversifiée de faune associée, malgré des conditions hypoxiques. Dans cette étude, nous utilisons des analyses d'isotopes stables du carbone et de l'azote (δ13C et δ15N) pour déchiffrer le réseau trophique de cette province CWC relativement inconnue. Bien que du phytodétritus frais soit disponible pour le récif, les signatures δ15N indiquent que les CWC (12,90 ± 1,00 ‰) se situent deux niveaux trophiques au-dessus des matières organiques particulaires en suspension (SPOM) (4,23 ± 1,64 ‰), ce qui suggère que les CWC dépendent fortement d'une source de nourriture intermédiaire, qui peut être du zooplancton. Les échinodermes et le polychète Eunice norvegica occupent la même guilde trophique, avec des signatures δ13C élevées (-14,00 ± 1,08 ‰) indiquant un comportement alimentaire prédateur sur les CWC et les éponges, bien que l'alimentation détritique sur des particules enrichies en 13C puisse également être importante pour ce groupe. Les éponges présentaient les valeurs δ15N les plus élevées (20,20 ± 1,87 ‰), ce qui pourrait être dû au rôle de l'holobionte de l'éponge et de la nourriture bactérienne dans la conduite de processus intenses de cycle de l'azote dans les tissus des éponges, aidant ainsi à faire face aux conditions hypoxiques du récif. Notre étude fournit les premiers éléments pour comprendre les interactions trophiques des récifs CWC dans des conditions de faible teneur en oxygène.

Les coraux d'eau froide (CWC) sont des cnidaires hétérotrophes dotés d'un comportement opportuniste d'alimentation en suspension1. Dans les eaux profondes limitées en nourriture, la transformation du carbone dans les récifs CWC est plus élevée que dans d'autres habitats adjacents2,3 et les interactions trophiques sont l'un des processus contribuant au transfert et au cycle du carbone organique entre différents groupes fonctionnels au sein du récif2. L’hydrodynamique améliorée par la topographie4,5,6,7 et la descente verticale amenant les eaux de surface vers les profondeurs8 sont quelques-uns des mécanismes responsables du transport accru du carbone organique vers les récifs de la CWC, déterminant l’apparition et la distribution de la CWC9,10,11.

Le CWC Desmophyllum pertusum, également connu sous le nom de Lophelia pertusa12, forme des cadres biogéniques d'une complexité tridimensionnelle13,14 représentant un modèle d'ingénierie des écosystèmes en eaux profondes15. Comme pour les autres CWC formant un cadre, les récifs de D. pertusum augmentent la biodiversité locale de la faune associée16,17,18,19,20 en (i) fournissant un habitat complexe avec de multiples niches écologiques dans des zones d'hydrodynamique améliorée favorisant un approvisionnement alimentaire accru21,22. et (ii) en réduisant localement la vitesse d'écoulement et les turbulences dans les zones centrales ombragées du récif, améliorant la capture de nourriture23,24 et l'installation des larves23.

Des récifs CWC prospères dominés par D. pertusum25, avec la présence de Madrepora oculata26, ont récemment été découverts entre 331 et 473 m de profondeur d'eau le long de la marge angolaise (Atlantique Sud-Est), coïncidant avec le centre de la zone locale de minimum d'oxygène (OMZ). La découverte des récifs angolais de D. pertusum a remis en question certaines des exigences écologiques précédemment supposées pour l'espèce27,28, étant donné que les CWC ont été trouvés dans des concentrations d'oxygène très faibles (0,5 à 1,3 mL L−1) et des températures relativement élevées (6,8 à 14,2 °C)11,25,26. Malgré les conditions hypoxiques, les récifs angolais du CWC sont prospères et abritent une communauté de méga- et macrofaune associées, principalement composée d'éponges, d'octocoraux et d'antipathaires29,30. La plupart des études sur l'écologie trophique des CWC sont disponibles pour les communautés présentes dans des conditions normoxiques en mer Méditerranée31,32,33 et dans l'océan Atlantique Nord34,35,36,37,38, avec peu d'informations pour d'autres régions d'eaux profondes. À ce jour, aucune étude trophique n’a été menée sur les récifs récemment découverts en Angola.

Des travaux antérieurs ont montré que D. pertusum est un suspensivore passif, capable de se nourrir de différentes sources de nourriture, notamment de la matière organique dissoute (DOM)39,40, de la matière organique particulaire (POM) sous forme de phytodétritus provenant de la production primaire de surface37,41. et le zooplancton31,34,42,43,44,45. Dans les récifs angolais de la CWC, une matière organique (MO) abondante et de haute qualité résultant d’un système d’upwelling productif46 est disponible pour les communautés benthiques11. Cet approvisionnement alimentaire abondant pourrait être un mécanisme clé pour la survie de la CWC dans le cadre de l'OMZ angolaise11,47,48,49. Une étude récente de Gori et al.50 a montré que D. pertusum en Angola peut maintenir des taux respiratoires élevés sous désoxygénation, suggérant une acclimatation et une adaptation locale de l'espèce aux conditions environnementales des récifs. Certaines des adaptations proposées des organismes benthiques à l'hypoxie pourraient inclure des changements dans la taille et la forme du corps47,49, des changements dans les voies métaboliques énergétiques49,50 ainsi que des associations symbiotiques avec des bactéries anoxiques51,52,53. À notre connaissance, l’effet des OMZ sur l’écologie trophique des CWC et de la faune associée n’a pas encore été décrit. Cependant, des études antérieures sur les réseaux trophiques dans les OMZ ont montré l'importance des processus trophiques médiés par les microbes54,55 dans la transmission de la MO aux organismes benthiques dans des conditions de faible teneur en oxygène56, en particulier grâce au rôle des bactéries nitrifiantes et dénitrifiantes55,57. Par conséquent, l’étude des interactions trophiques dans les récifs CWC angolais pourrait fournir une nouvelle compréhension des sources de nourriture disponibles pour ces communautés et de la manière dont les réseaux trophiques des récifs CWC dans les OMZ pourraient différer de ceux des régions plus oxygénées.