Tous les coraux des mers chaudes vivant près de la surface abritent des algues unicellulaires dinoflagellées symbiotiques microscopiques : les zooxanthelles. Ces algues, en échange d'un abri, et d'une exposition lumineuse suffisante, fournissent à leur hôte de l'oxygène, ainsi que les restes de nutriments produits n’ayant pas été consommés, dont le corail se nourrit. Cette symbiose, rare et facultative dans les mers moins chaudes, s'avère essentielle pour de nombreux organismes invertébrés en régions tropicales, à cause de la pauvreté du plancton en surface due aux températures élevées, ce qui s'avère un handicap pour une bonne partie des espèces filtreuses sessiles telles que les coraux. La symbiose permet de remédier à ce problème de taille.
Or le corail, en situation de stress, peut expulser ses zooxanthelles. Ce stress peuvent avoir diverses causes, dont par exemple :
- Augmentation ou baisse des températures (qui peut localement être liée à des changements de courants : le phénomène d'El Niño démeure le meilleur exemple). Localement et ponctuellement, un changement des conditions de vent, l'exposition à marée basse, une tempête ou un tsunami peuvent contribuer à la décoloration des coraux.
- Augmentation des UV B dans l'irradiance solaire (rayonnement photosynthétiquement actif + ultraviolet)
- Augmentation de l’acidité de l'eau, due à une acidification des océans (acide carbonique produit à partir du CO2 atmosphérique produit en excès par les activités humaines) ,
- Augmentation de la densité dans l’eau de mer de produits potentiellement toxiques pour les coraux (Pétrole, crème solaire, antifoulings...),
- Augmentation ou baisse de la salinité,
- Attaques par certaines maladies,
- Famine induite chez les coraux par diminution du plancton dans l'eau, et en particulier par manque de zooplancton pour des raisons évoquées ci-dessus ou liées à la surpêche
- Attaques massives par certaines espèces invasives (Acanthaster planci, notamment) affaiblissant et pouvant tuer le corail,
- Turbidité excessive de l’eau, asphyxiant et tuant le corail suite à un colmatage par des algues primitives ou suite à l'augmentation de la sédimentation. Les causes peuvent être nombreuses, avec par exemple l'exploitation sous-marine de matériaux, l'apport d'engrais (nitrates, phosphates..) ou d'autres eutrophisants, apport de limons via une érosion des terres émergées proches, retombées de poussière, apport d'eaux usées ou incomplètement traitées par les stations d'épuration, etc.
Le corail, lorsque il a perdu ses zooxanthelles, est très affaibli ; il ne peut pas compenser totalement avec les apports en consommation de plancton, ce dernier étant rare dans les mers chaudes. Si les zooxanthelles ne reviennent pas dans les tissus du corail, ce dernier finit par mourir de faim ou de maladie.
