[Ecosys-Marin] Biodiversité-Ecologie fonctionnelle

Groupe de Travail AMECE (Arctic Marine Ecosystems in a Changing Environment)

Biodiversité et écologie fonctionnelle dans l’océan arctique
(synthèse de F. Olivier, P. Mayzaud, L. Chauvaud)

En réponse aux changements climatiques, qui induisent de profonds changements dans la circulation des masses d’eau, dans la dynamique de la glace de mer et modifient la saisonnalité des principaux paramètres environnementaux, les écosystèmes Arctiques peuvent être affectés à la fois dans leur structure et dans leur fonctionnement (Drinkwater et al 2010). Afin de prédire l’évolution de ces systèmes, il convient de développer des recherches selon quelques grands axes.

Décrire et expliquer les grands patrons des biodiversités taxonomique et fonctionnelle marines actuelles, tant des domaines pélagiques que benthiques, et suivre l’intégration en cours d’espèces normalement plus boréales qui devrait s’accélérer dans les prochaines décennies et d’en estimer son impact sur le fonctionnement des interactions trophiques, depuis les producteurs primaires jusqu’aux prédateurs supérieurs.

Suivre et quantifier le rôle des changements de composition et de cinétique des efflorescences algales, tant épontiques que phytoplanctoniques, dans les interactions biotiques intra- et interspécifiques associées à l’exploitation de cette ressource trophique dont les répercussions sont multiples et complexes. A cet égard, les réseaux trophiques arctiques reposent fortement sur le transfert d’énergie des consommateurs primaires aux niveaux trophiques supérieurs (rôle des changements qualitatifs et quantitatifs), principalement sous forme de lipides. Une désynchronisation (‘mismatch’) entre consommateurs et proies, induisant une réduction des réserves énergétiques accumulées par les organismes, pourrait ainsi avoir des répercussions négatives sur la dynamique des populations à la base de ces réseaux (reproduction, recrutement, survie hivernale…) et se propager aux communautés de l’avifaune, de la piscifaune et des mammifères marins. Des questions sous-jacentes concernent la modification des interactions entre les domaines pélagique et benthique (coupage pelagos-benthos) qui évoluent rapidement depuis la dernière décennie (phase de transition) mais dont on ignore encore l’issue (nouvel équilibre).

Estimer le rôle de l’acidification des océans, particulièrement marqué en Arctique, sur la dynamique de taxons à squelettes carbonatés (mollusques, coraux, éponges…) tant sur les adultes que sur les larves, stades les plus sensibles, et analyser les processus d’adaptation et de sélection qui vont en résulter.

Le grand défi qui attend les biologistes est de développer des approches intégrées et régionales, à replacer bien sûr dans un contexte pan-Arctique, pour quantifier les changements de ces écosystèmes et comprendre les processus impliqués. Les disciplines et méthodes qui permettront de répondre à ces questions seront variées, de la génétique de populations et la phylogénie, de la biochimie, de la physiologie (adaptation des organismes à la température, à la diminution du pH…) à l’écologie, impliquant l’utilisation de multiples descripteurs trophiques (acides gras marqueurs, isotopes…), biogéochimiques (éléments traces…) numériques (modèles de dispersion) sur des espèces sélectionnées du pélagos (zooplancton, poissons) et du benthos (mollusques bivalves).