- Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins - Présenté par : Charlotte Combe, Ghjuvan Grimaud et Jérôme Sespedes

Global warming-enhanced stratification and mass mortality

events in the MediterraneanComa et al., 2009

- Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins -

Présenté par : Charlotte Combe, Ghjuvan Grimaud

et Jérôme Sespedes1

20 cm

8 cm

1,25 cm

2

Introduction Evènements climatiques

Paramuricea clavata

Discussion Conclusion

D’après Karl & Trenberth, 2003

Température globale (°C) Concentration de CO2 (ppmv) Températures

CO2

Année

Evènements extrêmes

D’après Intergovernmental panel on climate change, 2007

Ecosystèmes littoraux sensibles à l’élévation de température.

D’après Pascual et al, 1995 ; Salat & Pascual, 2002.

Evolution de la température océanique durant le 20ème siècle : +1,5°C à +3°C.

Méditerranée : +1°C (1974-2004).

Année Echelle Localisation Espèces Taxa Période Causes suspectées

1983

locale

La Ciotat (mer

de Ligurie)

Corallium rubrum

Eunicella singularis

Cnidaire

Fin de l’été

1993 locale Sicile (Italie du Sud)

Paramuricea clavata

Cnidaire Fin de l’été

1999

régionale

Mer de Ligure, Provence

Cotes de la Provence

7 espèces12 espèces4 espècesCorallium

rubrum

CnidairePorifère

Bryozoaire Cnidaire

Fin de l’été- début de l’automne

Anomalies thermiques/Stress

physiologique/agents pathogènes

2003

régionale

Golf de Gènes, Provence,

Corse-Sardaigne, Golf

de Naples, Côtes

Catalanes

9 espèces9 espèces2 espèces5 espèces

CnidairePorifère

BryozoaireBivalve

Fin de l’été – début de l’automne

Anomalies climatiques/agents

pathogènes

D’après Stenseth et al, 2002; Harvell et al, 1999; Perez et al, 2000; Lasker et al, 2005. Supporting Information.

La communauté coralligène, fortement impactée par de nombreux évènements de mortalité de masse.

Ingénieurs d’écosystèmes !

3-4°C au dessus de la

moyenne

4


Paramuricea clavata

Discussion Conclusion

Mortalités de masse en Méditerranée : des causes inconnues.

Anomalies climatiques

(fin de l’été, début de l’automne)

Evènements de mortalité de masse

Ex : 1999, 2003

D’après Perez et al, 2000

1) Températures > niveau de tolérance thermique

2) Températures stress physiologiques

3) Virulence des microorganismes

Hypothèses évoquées :

Eté : Stratification

thermale de la colonne

d’eau !!

Contraintes énergétiques (physiologiques) !

5

NAO ?


Paramuricea clavata Discussion Conclusion

Série temporelle de température : 1974-2006, Iles Medes

T20-80T0-80

Ta 0-80Ecart à la moyenne annuelle de température de T0-80 (°C)

Années

+ 0.014°C/an en moyenne

+ 0.040°C/an en surface

Stratification ?

Augmentation des anomalies Saison estivale

1974-1978

2002-2006

Mois

6



Probabilité d’évènements de température extrême >>

Stratification plus forte et plus longue

Seuil de 18°C à 20 m

Combien de temps ?

2002-2006

1974-1978

+ 1.25 jours/an

Mois

4,7



Disque de Secchi Proxy de la quantité de nourriture disponible

Echelle Locale Echelle Régional

1997, 1999, 2003 T20-80 > 6.5°C

Harmelin et al., 1994 ; Pérez et al., 2000 ; Romano et al., 2000

Mortalité massive de Paramuricea clavata(Risso, 1826)

Nombre de jours Secchi >18 m

Nombre de jours >18°C à 20 m//

119.32 ± 3.39 jours 113.46 ± 3.21 jours

Peu de nourriture Stratification500 km

N

8



High temperature / High food

Ambient temperature / High food

High temperature / Ambient food

Ambient temperature / Ambient food

83 %Jour 49

55 %Jour 130

Non significatif

Mortalité partielle

9



Seuil de biomasse

49 70 84 104 119 1290

5

10

15

20

25

30

35

40

45

35,6%

% de biomasse perdue

Jours

Courbe seuil



10



Hypothèse contrainte énergétique

Balance énergétique respiration / manque de nourriture

Même seuil

&

Corrélation biomasse perdue / mortalité partielle

Ajout de nourriture = pas de perte

11



Chevaldonné & Lejeusne, 2003

Quid des autres hypothèses ?

Vibrio AK-1 thermodépendant

Températures létales

Stress physiologique

Exemple : Mysidacés de grottes sous-marines

Pas de perte de biomasse !

Martin et al., 2007 1 µm

Cerrano et al., 2010 Pérez et al., 2000



Manque de séries à long terme

Effets sur le cycle de vie ? Survie des larves ? Metapopulations ?

Effets sur l’écostystème ?La baseline ?

Ballesteros, 2006

Linares, 2006 Les blooms mucilagineux ?

Substitution à des formes méridionales ?

Contrainte énergétique

Stress physiologique

Ballesteros E. (2006) Mediterranean Coralligenous assemblages : a synthesis of present knowledge. Oceanography and Marine Biology : An Annual Review 44, 123-195.

Harvell C.D. (1999). Emerging marine diseases : Climate links and anthropogenic factors. Science 285 : 1505-1510.

Intergovernmental Panel on Climate Change (2007) Climate Change 2007 : Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge Univ Press, Cambridge, UK : 1-21.

Garrabou J., Pérez T., Sartoretto S., Harmelin J.G. (2001). Mass mortality event in red coral (Corallium rubrum, Cnidaria, Anthozoa, Octocorallia) population in the Provence region (France, NW Mediterranean). Marine Ecology Progress Series 217 : 263-272.

Karl T.R., Trenberth K.E. (2003) Modern Global Climate Change. Science 302 : 1719-1723.

Lasker H.R. (2005) Gorgonian mortality during a thermal event in the Bahamas. Bull Mar Sci, 76 : 155-160.

Pascual J., Salat J., Palau M. 1995. Evolution de la température de la mer entre 1973 et 1994, près de la côte catalane. Colloque scientifique Okeanos 95 : la Méditerranée, variabilités climatiques, environnement et biodiversité. Montpellier.

Parmensan C. (2006) Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annu. Rev. Ecol. Syst 37 : 637-669.

Pascual J., Salat J., Palau M. (1995). Evolution de la température de la mer entre 1973 et 1994, près de la côte catalane. Colloque scientifique Okeanos 95 : la Méditerranée, variabilités climatiques, environnement et biodiversité. Montpellier.

Perez T., Lejeusne C., Garrabou J., Chevaldonné P., Bensoussan N., Romano J.C., Laubier L., Harmelin J.G. Changement global et vulnérabilité des écosystèmes marins côtiers. Le cas de la Méditerranée nord-occidentale. 16èmes Rencontres Régionales de l’Environnement. Session 2 – Atelier 2 – Les écosystèmes face aux changements climatiques.

Perez T., Garrabou J., Sartoretto S., Harmelin J.G., Francour P., Vacelet J. (2000). Mortalité massive d’invertébrés marins : un événement sans précédent en Méditerranée Nord-Occidentale : 853-865.

Romano J.-C., Bensoussan N., Younes W.A.N. & Arlhac D. (2000). Anomalie thermique dans les eaux du golfe de

Marseille durant l’été 1999. Une explication partielle de la mortalité d’invertébrés fixes ? C. R. Acad. Sc. Paris,

Sc. Vie 323 : 415- 427.

Stenseth N.C, Mysterud A., Ottersen G., Hurrell J.W., Chan K.S., Lima M. (2002) Ecological Effects of Climate

Fluctuations. Science 297 : 1292-1296.

Bibliographie

Merci pour votre attention

Descripteurs d’évènements

extrêmes

Fréquences Années

1974-1984 1985-1995 1996-2006 1974-1984 1985-1995 1996-2006

Température maximale de surface

0 1 1 1994 2006

Température maximale à 20 m

0 1 1 1994 2006

Température de surface moyenne (Mai-Octobre)

0 1 1 1990 2003

Température moyenne à 20 m (Mai-Octobre)

0 0 2 1999,1997

Anomalie de température moyenne à

0-80 m

0 1 1 1990 2006

Anomalie de température moyenne à

20-80 m

0 0 2 1999,2006

Nombre de jours où T20-

80>6,5°C à 20 m0 0 2 1999, 2003

15

Annexes

Occurrences d’évènements extrêmes de température

D’après Supporting Information

16

0 20 40 60 80 100 120 140 1600

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

% colonies avec mortalité partielle



Ambient temperature

Mortalité partielle

17

High food Ambient food

Ambient temperature

18,9°C / 452 C/L 3,2 zooplankters/L

18,9°C / 321 C/L 0,3 zooplankters/L

High temperature

23°C / 452 C/L 3,2 zooplankters/L

23°C / 321 C/L 0,3 zooplankters/L

Conditions d’expérience

Documents

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