Les coraux colorés imprimés en 3D plébiscités par les poissons de la mer Rouge

Alors que les récifs coralliens du monde entier souffrent du changement climatique, de la pollution et des prélèvements destinés aux aquariums, les chercheurs de l’Université Ben Gurion du Néguev (UBG) et du Technion-Israel Institute of Technology à Haïfa réalisent des expériences à l’aide de coraux imprimés en 3D et constatent que les poissons pouvant observer les couleurs préfèrent les motifs clairs à ceux plus ternes.

Le projet est la première tentative connue visant à simuler avec précision la structure et la fonctionnalité des coraux vivants naturels, en tenant compte de facteurs tels que l’écoulement de l’eau autour des structures coralliennes, les tailles qui conviennent à la diversité des espèces de poissons et la proximité de la nourriture (plancton).

Les récifs coralliens abritent 25 % de toutes les espèces de poissons marins. Dans le but de déterminer quel type de corail constitue un « bon habitat » et quelles sont les formes préférées des poissons, l’équipe a utilisé des outils de conception en 3D pour scanner les colonies naturelles de corail, puis a manipulé les images obtenues de façon structurelle et spatiale avant d’imprimer les coraux artificiels. Ils ont testé différents matériaux et imprimantes pour finalement réduire les possibilités à quatre formes différentes de coraux imprimés en bioplastique durable, en plusieurs couleurs.

Les coraux ont ensuite été fixés à un récif de la côte nord-est de la mer Rouge, près de l’Institut interuniversitaire des sciences marines d’Eilat. Les biologistes ont ensuite visité le site pendant plusieurs mois pour suivre la colonisation des modèles par de vrais poissons.

Ils ont découvert que les poissons acceptaient facilement les coraux imprimés en 3D et préféraient même certaines formes et couleurs à ceux d’origine naturelle.

« Nous avons été surpris de découvrir que la couleur avait de l’importance « , a déclaré le professeur Nadav Shashar, du Programme de biologie marine et de biotechnologie de l’UBG.

« Les humains ne tiennent pas compte des couleurs extérieures d’une maison lorsqu’ils décident d’en acheter une, peut-être parce qu’ils peuvent la repeindre. Les poissons, par contre, ont révélé que la couleur de leur nouvelle maison potentielle était un facteur de réussite ou d’échec. Les espèces capables de voir les couleurs ont montré une nette préférence pour les abris colorés plutôt que les abris ternes. »

Le Centre de recherche transnational de la mer Rouge va étudier des milliers d’espèces de poissons et de coraux présents dans la mer Rouge, comme ceux-ci photographiés près d’Eilat par le Professeur Maoz Fine en 2019. (Crédit : Maoz Fine)

Le professeur Shashar a expliqué que le personnel du laboratoire de conception technique du Technion, dirigé par le professeur Ezri Tarazi, a joué un rôle important en apportant des solutions rapides aux problèmes. « Aucune discipline ne peut à elle seule relever ces défis », a-t-il fait remarquer.

Les résultats du projet ont été publiés dans The Design Journal.

Dans la prochaine étape de leur étude, les chercheurs concevront de grandes barrières de corail plutôt que des coraux isolés. « Nous voulons comprendre ce qui fait que certaines structures fonctionnent mieux que d’autres.

« Notre approche met en évidence le potentiel de la conception en 3D pour relever les défis environnementaux. En utilisant des outils et des méthodes de conception numérique, nous pouvons contribuer à l’effort mondial visant à trouver de meilleures pratiques pour protéger et restaurer les récifs coralliens en voie d’anéantissement rapide ».

Le professeur Tarazi explique que « la conception centrée sur la nature » constitue une nouvelle approche aux défis environnementaux colossaux tels que le déclin des récifs coralliens.

Ceux de la mer Rouge semblent s’en tirer beaucoup mieux que ceux de la même espèce ou d’espèces similaires ailleurs, démontrant une résistance relativement élevée à l’augmentation des températures et à l’acidification, conditions qui devraient prévaloir dans le futur à mesure que la planète se réchauffe.

Plus tôt cette année, Israël s’est joint à la Jordanie, l’Égypte, au Soudan, à l’Érythrée, Djibouti, l’Arabie saoudite et au Yémen dans un programme de recherche régional unique pour comprendre ce phénomène. Israël n’entretient des relations diplomatiques qu’avec la Jordanie, l’Égypte et l’Érythrée. Le projet est réalisé sous l’égide de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne.

Un corail staghorn libère des œufs et du sperme qui sont transportés par les courants. (Crédit : Tom Shlesinger)

Mais d’après d’autres recherches, menées par le professeur Yossi Loya et le doctorant Tom Shlesinger de l’École de zoologie de l’Université de Tel Aviv, le réchauffement et la pollution des océans semblent modifier la façon dont les coraux synchronisent la libération des œufs et du sperme, entraînant une baisse de la natalité des créatures marines.

Figurant parmi les écosystèmes les plus diversifiés et les plus productifs de la planète, les récifs coralliens fournissent un cadre et un habitat à des centaines de milliers, voire des millions, d’autres espèces. C’est la plus grande structure vivante de la planète et la seule qu’on puisse apercevoir de l’espace.