Reproduction de scléractiniaires en captivité :
perspectives actuelles et futures

Par Dirk Petersen

L'élevage de scléractiniaires en captivité constitue l'un des succès le plus impressionnant à l'actif des aquariophiles marins actuels. La maintenance de coraux durs dans un aquarium donne la possibilité de créer un habitat récifal presque naturel avec toute sa fascination en diversité d'espèces et d'interaction écologique. Les aquariums actuels montrent une magnifique diversité animale et végétale que personne n'a osé espérer il y a vingt ans. Un aquarium représente l'outil idéal pour étudier la vie marine, pour éduquer les gens, simplement pour être fasciné par la beauté de la nature et dernier point et pas le moindre à reproduire des espèces en danger.

Les scléractiniaires constituent les espèces clés dans la plupart des divers écosystèmes marins mondiaux : le récif corallien. Les récifs actuels sont menacés par diverses répercussions naturelles et anthropogéniques. Les perturbations ont dramatiquement augmenté au cours de ces dernières années et atteint un niveau record en ce qui constitue la plus importante mortalité massive de nombreuses espèces de coraux jamais observée. Outre le réchauffement global et El Niîio, d'autres effets essentiellement anthropogéniques jouent un rôle important. C'est là qu'il faut citer la sédimentation et l'importation de nutriments (déforestation des forêts tropicales humides, l'agriculture, la croissance des populations côtières), la surpêche ou l'augmentation du stress dû au tourisme. Ces facteurs affectent énormément la reproduction des coraux scléractiniaires hermatypiques.

Les aquariophiles marins peuvent jouer un rôle important dans la protection des récifs actuels. Quoiqu'il ait été estimé que le commerce des coraux vivants joue un rôle mineur dans la dégradation des récifs (Green & Frances, 1999), il est important pour l'avenir de ce hobby de diminuer la récolte dans la nature, ainsi des méthodes de reproduction doivent être créées.
Au cours de cette présentation, je vais esquisser les efforts actuels et les perspectives futures de reproduction des coraux durs en captivité. Je vais surtout débattre d'une méthode de recrutement des planulae (larves ciliées) dans un système clos que j'ai développé pendant mes études de biologie.
Reproduction des coraux ou l'importance du sexe

1) Planula d'un incubateur (Pocillopora Damicornis Les points noirs indiquent des zooxanthelle. (40x)

Les coraux ont développé un nombre énorme de stratégies de reproduction (Harrison & Wallace, 1990). Différents mécanismes asexués comme la fragmentation, les polypes-fils, la scissiparité ou les colonies satellites mènent à de nouvelles colonies qui sont génétiquement identiques. En ce qui concerne la reproduction sexuée, les coraux investissent des réserves énergétiques élevées pour produire soit des millions de spermatozoïdes et d'œufs qui sont relâchés en pleine eau pour la fécondation externe (pon- deurs en pleine eau) soit des milliers de planulae susceptibles de se fixer qui sont libérés par le polype mère (incubateurs). Etant donné le taux de survie extrêmement faible des éléments reproducteurs, les espèces pondeuses en pleine eau peuvent produire de 240 à 2880 œufs par cm² par an, les espèces incubatrices de 48 à 528 œufs par cm² par an (calculé d'après Szamt, 1986). Le taux de mortalité des coraux juvéniles durant les premiers 3 à 12 mois de leur vie se situe entre 60 à 80% (Sorokin, 1995). Concernant ces circonstances une question doit être posée: serait-il plus efficace de diminuer la dépense énergétique pour la reproduction sexuée envers celle asexuée ? En d'autres termes - pour quelle raison les coraux utilisent-ils plus d'énergie pour le développement des planulae sexuées s'ils peuvent produire plus de propagules asexués ayant un taux de survie beaucoup plus élevé ?

2) Planula d'Acropora florida sans aucune pigmentation. Les zooxanthelles des espèces de ponte en pleine eau sont habituellement incorporées après la fixation. (40x)	Figure 1. Croissance d'Acroporaflorida après fixation, mesuré en nombre de polypes par colonie (petersen & Tollrian à l'impression).

En général, la reproduction sexuée sert à la recombinaison des gênes pour une diversité génétique plus importante de la population. Pour les espèces il est essentiel de réagir aux conditions environnementales changeantes. Il faut surtout mentionner ici la bataille évolutive entre coraux et parasites spécifiques. Chez Acropora spp. l'importance de la reproduction sexuée peut être spécifique aux espèces. Certaines espèces qui se reproduisent rarement par fragmentation peuvent produire des quantités de gamètes sensiblement plus importantes (Wallace, 1985). De plus chez de nombreux genres ayant typiquement de larges polypes la seule possibilité de reproduction efficace est la planulation. Considérant les facteurs mentionnés auparavant, il serait important d'intégrer la reproduction sexuée dans les efforts de reproduction en captivité. Sinon l'avenir des populations en captivité et même nombre récifs coralliens réhabilités pourront ressembler à une monoculture d'espèces limitées en nombre de faible diversité génétique.

Qu'est-ce qui est actuellement faisable?
Actuellement plus de 150 espèces de coraux scléractiniaires peuvent être reproduites par mode asexué en aquarium (Bomeman & Lowrie, 1999). De cette manière des clones de la colonie originelle peuvent être produits en quantités relativement importantes. En général, les fragments montrent des taux de croissance plus importants que les colonies adultes, ainsi de nouvelles colonies peuvent être produites en une courte période de temps. Diverses espèces de scléractiniaires ont déjà été reproduites ex situ en mode sexué. Le tableau 1 souligne mon hypothèse selon laquelle tous les résultats observés de reproduction sexuée en captivité semblent appartenir aux colonies de coraux incubateurs. Les planulae libérées par les incubateurs sont capables de se fixer à la fois avant d'être pris par les systèmes de filtration ou d'être détruites par les pales des pompes. Les larves des espèces pondant en pleine eau nécessitent normalement quelques jours avant d'être capables de se fixer. Dans un bac communautaire récifal le volume complet d'eau traverse d'habitude le système de filtration une à deux fois par heure, ainsi il est peu probable qu'une planula se développant puisse survivre jusqu'à ce qu'elle atteigne sa capacité de fixation. Aussi Nilsen (1998) a rapporté une ponte massive dans un bac récifal qui ne présentait aucun colon juvénile. Récemment Fan et al. (2000) ont travaillé avec succès sur la planulation et la fixation de diverses espèces incubatrices dans des systèmes ouverts approvisionnés en eau de mer naturelle.
J'ai démontré la possibilité d'établir et de recruter des planulae d'espèces pondant en pleine eau (Acropora florida) dans un aquarium en système clos à Munich, Allemagne (Petersen, 1999a, Petersen & Tollrian à l'impression).

Etablissement et recrutement d'Acropora florida dans un aquarium en système clos

Figure 2. mortalité post-fixation de colnies d'Acropora florida sur des tuiles en céramique.

L'aquarium en système clos a été installé 9 mois avant le début de l'expérimentation. Un bac principal et plusieurs bacs de traitement (volume d'eau global : 1200 litres d'eau de mer synthétique) ont été reliés les uns aux autres. La filtration est gérée par l' écumage (débit de passage: 400 l/h) et des pierres vivantes provenant d'Indonésie. Quelques mois auparavant quelques scléractiniaires ont été introduits (y compris plusieurs fragments d' Acroporidés).
Les paramètres chimiques de l'eau indiquent une excellente qualité d'eau (salinité: 38%0, Ca²+: 11 Mmol/l ; CO₃²- 8-10 dKH (dureté carbonatée en ° allemand) ; PH: 8,1-8,27 ; NO₃ : <0.08 Mmol/l ; PO₄³-: 0,03 Mmol/l ).
Des plaques de colonisation (tuiles céramiques) ont été placées dans le système quelques semaines auparavant afin de générer des surfaces biologiquement conditionnées. Les larves d'Acropora florida ont été produites à Okinawa, Japon par fécondation externe et ont été envoyées à Munich par courrier aérien.
Les larves se sont établies sur les tuiles en céramique placées dans des boîtes de Petri. Les polypes juvéniles ont été placés dans des bacs de maintenance spéciaux pour le développement ultérieur. La survie et la croissance ont été régulièrement mesurées. Étonnamment les larves ont survécu à ce voyage mondial du Japon vers l'Allemagne avec un taux proche de 100 %. Bien que le taux de fixation est dépendant d'une algue coralline spécifique du genre Hydrolithon (Morse et al., 1996) 30,5 % des larves se sont fixés en dépit des conditions liées à la captivité. Au contraire des larves des incubateurs qui tiennent leurs zooxanthelles des polypes mères ceux des espèces à ponte en pleine eau comme A. florida doivent incorporer ces algues indispensables après la fixation. Il est remarquable que les polypes juvéniles s'arrangent pour obtenir leurs symbiotes, bien qu'il puisse y avoir une corrélation spécifique aux espèces entre les algues et leur hôte (Rowan & Powers, 1991). De cette manière le recrutement de coraux peut être limité par le manque d'algues appropriées.Sur un total de 420 larves, 99 se sont établies avec succès. Au total, 27 colonies ont survécu jusqu'à la fin de l'expérimentation après 10 mois. Il est difficile d'estimer le taux de survie total des œufs incluant la période de fixation et celle de recrutement. On peut suppo- ser que moins d'1/1000 du nombre total d' œufs sera fécondé, se métamorphosera et croîtra en colonie métastable. Dans cette étude 16,5 % ont atteint l'âge de 10 mois (concernant un taux de fécondation de 90 %, Hatta pers cornrn.) Ce résultat a été obtenu sans aucune optimisation.

Perspectives futures
D'autres études vont montrer la praticité et l'efficacité réelle de cette méthode. A mon avis trois facteurs sont essentiels pour la reproduction sexuée en captivité des scléractiniaires.
1. L'émission contrôlée des gamètes et des planulae
2. Optimisation des conditions d'établissement
3. Un taux de survie élevé des colonies juvéniles

Des systèmes d'aquariums spéciaux peuvent aider à renforcer les succès de reproduction. En général, les aquariums publics et les institutions scientifiques ont la possibilité d'installer des aquariums dans lesquels les coraux peuvent être reproduits dans de bonnes conditions. Dans un futur proche, nous serons certainement capables de déterminer les événements de reproduction même dans des systèmes clos indépendants des conditions naturelles. Dans notre nouvelle zone de recherche nous projetons d'installer des bacs de reproduction pour plusieurs espèces de scléractiniaires. La combinaison des méthodes de reproduction sexuée et asexuée nous aidera à obtenir des taux de croissance important, des quantités importantes de nouvelles colonies et de diversité génétique.
Ceci ouvrira la porte à la diminution des récoltes dans la nature et même plus à créer des programmes de reproduction coordonnés en faveur des espèces menacées.

Dirk PETERSEN
Meeres Zentrum Fehrmam
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Tél: 00494371-869763
E-mail: meereszentrum@t-online.de
Internet: www.meereszentrurn-fehrmam.de

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