Assessing evidence of phases shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs ~ John F. Bruno, Hugh Sweatman, William F. Precht, Elizabeth R. Selig,

Assessing evidence of phases shifts from coral to macroalgal dominance

on coral reefs~

John F. Bruno, Hugh Sweatman, William F. Precht, Elizabeth R. Selig, and Virginia G. Schutte (2009)

http://www.freewebs.com

Ashworth EloïseBaffreau AlexandrineCouet Pauline

Master 1 BEM

2010 - 2011 1

• Perturbations naturelles + anthropiques :

Remplacement d’1 communauté naturelle dominante

par 1 autre

• Exemple d’actualité : Phase shift

Récifs à dominance corallienne

dominance macro-algale

Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études

2

http://wwz.ifremer.fr/

http://animaux.m-y-d-s.com/

Acanthaster planci

Dragage de fond

3

Couverture macro-algale

Couverture en coraux

Bruno et al (2006), modifié

Concept du phase shift du récif corallien

Dominance macro-algale

Dominance corallienne


• Exemple de la Jamaïque :

1970s corail = 40-70% macro-algues <10%

1980s Perturbations : - 2 ouragans exceptionnels- émergence : maladies + prédateurs coralliens- épizootie : Diadema antillarum - série de blanchiments du corail corail <10% macro-algues = groupe benthique dominant

4


http://www.srh.weather.gov

Ouragan Gilbert, 1988

Catégorie 55


Diadema antillarum

Gros plan sur corail blanchi

http://www4.ncsu.edu

6


Estimation :

Fréquence, étendue géographique +

degré de dominance macro-algale

L’étendue mondiale du phase shift a-t-elle changée entre 1996 et 2006 ?

But

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Données : 3581 études quantitatives entre 1996 et 2006 1-15 m de profondeur principale technique : transect linéaire 4 régions du monde

Carte des 1851 sites étudiés

Grande Barrière de Corail (GBC)

Indo-Pacifique

Grande Caraïbe

Florida Keys

8


2000 km

200 km

200 km



• Évolution des récifs entre 1996 et 2006 : analyses de régressions linéaires

• Définition des macro-algues, Steneck (1988) : 'des formes d'algues anatomiquement plus complexes, plus grandes (hauteurs de la canopée généralement > 10 mm) et plus rigides'• Hypothèse : récifs coralliens historiquement dominés par les

coraux et macro-algues relativement rares

• Élaboration d'un indice : Phase Shift Index (PSI) via une ACP


9

Amplitude du phase shift

Amplitude du phase shift = plus importante dans les Caraïbes

Ensemble de l'analyse = amplitude médiocre, non généralisé

Caractéristiques Grande Caraïbe

Florida Keys

Indo-Pacifique

Grande Barrière de Corail

Globalement

Macro-algue > 50% 39% 2% 1% 1% 4%

Macro-algue > 25% 73% 16% 9% 1% 20%

10



Estimation d'un seuil à partir de la Jamaïque

PSI seuil = 3 : 10 % de recouvrement de corail> 60 % de recouvrement de macro-

algues

PSI


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Grande Caraïbe Florida KeysJamaïque

Nombre de récifs

Indo-Pacifique GBC

Etendue des phases shift : moins importante qu’à la Jamaïque


Indo-Pacifique

Grande Caraïbe Florida KeysPSI

Années

Années

PSI

Globalement, pas de tendance générale de domination des macro-algues

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Évolution dans le temps sur l'ensemble des récifs



Estimation d'une baseline de référence

A partir de la couverture de macro-algue du passé

Caraïbes : couverture en macro-algues = 0-10 % 1970s et 1980s. Couverture actuelle : 4 x plus !

Effets négatifs sur les coraux ?

A partir de récifs actuels

Récifs 'quasi-vierges' : isolés, moins touchés par les activités humaines, protections légales 10 récifs isolés du Pacifique

Couverture de macro-algues moyenne = 13% 3 des 4 régions étudiées : moyenne proche

Couverture actuelle en macro-algues = référence 'historique'

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L’étendue mondiale du phase shift a-t-elle changée entre 1996 et 2006 ?

pas de changement global

Fréquence, étendue géographique + degré de dominance macro-algale ?

moins importants que prévu

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Généralisation d'études locales : conclusions erronées à l'échelle globale

Gestion des récifs

Actuellement : récifs vers une domination macro-algale pas le cas

Facteur important : perte des coraux bâtisseurs

Autres facteurs importants : population d'herbivores + qualité de l'eau

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Critiques:

• Bons points :

- Bonne confrontation des résultats à la littérature déjà existante

- Taille échantillons assez grande + étendue géographique vaste

- Phase shift = regime shift (cf. cours Boudouresque)

• Mais :

- Annexes manquantes

- Différentes méthodes d’échantillonnage utilisées sous-estimation ou exagération du déclin de la couverture corallienne


Critiques

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Acantaster planci

21 récifs

Destruction massive (1960s) : corail dur Acanthaster planci

Colonies coralliennes ayant le mieux survécues : eau peu profonde + hydrodynamisme fort

Endean et Stablum, 1973 : Grande Barrière de Corail, Australie

http://www.divegallery.com

Squelette du corail mort : rapidement recouvert de macrophytes + autres organismes

Après 4-8 ans : faible diversité corallienne + recolonisation (corail dur)


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Uniquement les récifs à forte couvertures coralliennes (> 50%), après des années particulièrement chaudes

=> Changements climatiques : sévérité des maladies dans l’océan déclin de l’état des écosystèmes marins

http://www.coralcoe.org.au

Maladie du « white syndrome »

Bruno et al, 2007 : Grande Barrière de Corail, Australie

Lien significatif entre fréquence des anomalies thermiques + maladie du « white syndrome » (coraux du Pacifique)


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Blanchiment du corail, colonisation en macrophytes et rétablissement du corail

2006, blanchiment du corail invasion en macrophytes (Lobophora variegata)

Rétablissement : - 1 an !

Différents mécanismes écologiques impliqués

=> Résilience des récifs sous l’influence de changements climatiques rapides

Diaz-Pulido et al, 2009: Grande Barrière de Corail, Australie


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Sweatman et al, 2011: Grande Barrière de Corail, Australie

- Pressions anthropiques faibles (parc marin)

- 1986 - 2004 = déclin de la couverture moyenne corallienne de 28 à 22 %

- Cycles : déclins et reprises

- Pertes du corail (40-50 dernières années) = sur-estimées (méta-analyses)


http://themarcomlife.blogspot.com


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Dr. John Bruno,

University of North Carolina

http://www.neuralnetwriter.cylo42.com

Merci à

http://marine.unc.edu/

21

Bibliographie

Bruno J.F., (2009) Revision cover letter 3 ; Text S3: Analysis of potential effects of depth on coral cover estimates ; Text S4: Potential biases in survey techniques and site selection.

Bruno J.F., Sweatman H., Precht W.F., Selig E.R., Schutte V.G.W. (2009) Assessing evidence of phase shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs. Ecology. 90(6): 1478 -1484.

Bruno J.F., Sweatman H., Precht W.F., Selig E.R., Schutte V.G.W. (2009) Assessing evidence of phase shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs: Ecological Archives 2.

Bruno J.F., Selig E.R., Casey K.S., Page C.A., Willis B.L., Harvell C.D., Sweatman H., Melendy A.M. (2007) Thermal Stress and Coral Cover as Drivers of Coral Disease Outbreaks. PLoS Biol. 5(6): e124.

Diaz-Pulido G., McCook L.J., Dove S., Berkelmans R., Roff G., Kline D.I., Weeks S., Evans R.D., Williamson D.H., Hoegh-Guldberg O. (2009) Doom and Boom on a Resilient Reef: Climate Change, Algal Overgrowth and Coral Recovery. PLoS ONE. 4(4): e5239.

Endean R., Stablum W. (1973) The apparent extent of recovery of reefs of Australia's Great Barrier Reef devastated by the crown-of-thorns starfish. Atoll Research Bulletin. 168: 1-41.

Hughes T.P., Graham N.A.J., Jackson J.B.C., Mumby P.J., Steneck R.S. (2010) Rising to the challenge of sustaining coral reef resilience. Review.Trends in Ecology and Evolution. 30 (10): 1-10.

Hughes T.P. (1994) Catastrophies, phase-shifts, large scale degradation of a Caribbean coral reef. Science. New Series. 265 (5178): 1547-1551.

Petraitis P. S., Dudgeon S. R. (2004) Detection of alternative stable states in marine communities. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 300: 343 - 371.

Sweatman H., Delean S., Syms C. (2011) Assessing loss of coral cover on Australia’s Great Barrier Reef over two decades, with implications for longer-term trends. Coral Reefs. Springer-Verlag. p. 1-11.

Merci pour votre attention !

http://www.climateshifts.org/wp-content/uploads/2011/02/P40601281.jpg

Documents

Assessing evidence of phases shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs ~ John F. Bruno, Hugh Sweatman, William F. Precht, Elizabeth R. Selig,