La température de la surface de la mer, l’énergie des vagues et le débit d’eau douce des rivières influencent davantage l’abondance et la taille des organismes marins qui habitent les côtes rocheuses le long de la côte sud-est du Brésil que les processus écologiques tels que la compétition et la prédation. Dans les zones où l’eau est plus froide, comme la région des lacs (Região dos Lagos) dans l’État de Rio de Janeiro, les organismes marins sont de 25 à 100 % plus grands que dans les zones où il fait plus chaud, comme la côte de l’État de São Paulo.
Telles sont les principales conclusions d’une étude menée par des chercheurs affiliés à l’Université fédérale de São Paulo (UNIFESP) en partenariat avec des collègues de l’Université d’État du Nord de Rio de Janeiro (UENF) et du Centre de biologie marine de l’Université de São Paulo (CEBIMAR). -USP) au Brésil, ainsi que des instituts de recherche dans d’autres pays. Les résultats sont rapportés dans un article publié dans la revue Recherche sur l’environnement marin.
Selon les chercheurs, les résultats peuvent également être utilisés pour estimer les effets potentiels du changement climatique sur la biodiversité marine. « Comprendre l’impact du changement climatique sur la biodiversité est un défi en raison de la vaste échelle spatiale sur laquelle se déroulent les événements en question, de la difficulté d’inclure tous ces facteurs dans la conception d’expériences contrôlées et du fait qu’ils peuvent varier considérablement au fil du temps. temps », a déclaré à l’Agence FAPESP Ronaldo Christofoletti, chercheur à l’Institut des sciences marines (IMAR) de l’UNIFESP et dernier auteur de l’article.
Les chercheurs ont évalué l’influence de facteurs environnementaux, tels que la topographie du substrat, l’exposition aux vagues et les températures de la surface de la mer et de l’air, ainsi que de variables écologiques, telles que la prédation, sur la structure de la population des principales espèces d’organismes marins habitant les côtes rocheuses d’une zone. de plus de 800 km entre Itanhaém dans l’État de São Paulo et Armação dos Búzios dans l’État de Rio de Janeiro. La zone correspond à plus de 50 % du littoral rocheux (par opposition au littoral sableux) du Brésil.
La première étape de l’étude a consisté en des campagnes de terrain visant à collecter des données sur 62 côtes rocheuses dans le but de s’assurer que tous les indicateurs étaient sous l’influence du même régime climatique saisonnier. D’autres campagnes de collecte de données ont été menées pour analyser la prédation des principales espèces, ainsi que des expérimentations sur 18 sites de rivages rocheux pour découvrir comment le changement climatique pourrait influencer les relations prédatrices entre les animaux concernés.
Parallèlement au travail de terrain et à l’analyse des organismes en laboratoire, les chercheurs ont mené des enquêtes de télédétection par satellite pour collecter des données permettant de modéliser la température de la surface de la mer, le débit d’eau douce côtière et l’impact des vagues afin de comprendre comment chacun de ces facteurs variait. une échelle inférieure à 10 km le long de la côte.
Les résultats de l’analyse ont montré que la plupart des espèces étudiées étaient plus petites dans les zones d’eau plus chaude, de la Baixada Santista dans l’État de São Paulo (une zone métropolitaine nommée d’après la ville portuaire de Santos) jusqu’à la côte sud de l’État de Rio de Janeiro, par exemple, que dans les zones aux eaux plus froides, comme la région des lacs. Les organismes filtreurs tels que les balanes et les moules étaient 25 à 35 % plus gros, les carnivores jusqu’à 50 % plus gros et les herbivores 100 à 130 % plus gros dans les eaux plus froides.
Selon les chercheurs, une explication du lien entre la température de l’eau et la taille pourrait être que les animaux ont tendance à atteindre leur maturité sexuelle plus rapidement dans une eau plus chaude, de sorte qu’ils passent moins de temps à investir de l’énergie dans la croissance et atteignent une taille plus petite, mais investissent ensuite davantage. l’énergie dans la reproduction. En outre, la région des Lacs est influencée par une remontée d’eau qui entraîne les nutriments du fond marin vers la surface et peut offrir plus d’énergie à la chaîne alimentaire.
« Les résultats n’ont montré que l’approvisionnement alimentaire constituait une limitation dans aucune zone, car il y avait toujours des proies disponibles, mais le fait qu’il y ait plus de nutriments dans certaines zones pourrait exercer une influence en termes de contribution à une croissance plus rapide. Cette hypothèse était avoir été testé pendant le projet, mais celui-ci a été interrompu par la pandémie de COVID-19 et n’a pas pu être repris par la suite », a expliqué Christofoletti.
Effets du changement climatique
Les chercheurs ont également cherché à découvrir comment les populations d’organismes marins se diversifient dans un environnement naturel avec un gradient de température de surface de la mer d’environ 3 °C entre la zone d’eau chaude de Baixada Santista à São Paulo jusqu’à Ilha Grande à Rio de Janeiro et la zone d’eau froide. -les zones aquatiques comme la Région des Lacs. Selon eux, comprendre comment ce gradient de température influence l’environnement naturel pourrait aider à prédire les effets potentiels du réchauffement des océans, qui a atteint 1 °C à 2 °C au-dessus de la moyenne en 2023 dans l’Atlantique Sud.
Les chercheurs ont recherché des côtes rocheuses présentant ce gradient de température et différents degrés d’impact des vagues dans la région sud-est du Brésil, allant des zones abritées avec une faible énergie des vagues aux zones exposées à une forte énergie des vagues. Cela leur a permis d’évaluer l’effet local de l’exposition aux vagues ainsi que l’influence de la température de surface de la mer.
« Nous avons eu l’occasion de voir, par exemple, comment les ondes de tempête et les contre-courants affectent la biodiversité », a déclaré Christofoletti.
Dans les zones où l’énergie des vagues exerçait une plus forte influence, les balanes étaient 50 % plus abondantes, tandis que les moules et Stramonita brasiliensis (une espèce d’escargot de mer ou de buccin) étaient trois fois plus abondantes. Une explication à cela est que les vagues plus fortes ont augmenté l’apport de nutriments via les larves et d’autres sources de nourriture.
Une expérience menée lors de l’étude des côtes rocheuses a montré que les balanes se nourrissaient moins de S. brasiliensis dans les zones où l’énergie des vagues avait une plus forte influence, car les vagues chassaient fréquemment les prédateurs des rochers. La prédation était plus importante dans les zones où l’énergie des vagues était plus faible, les proies moins abondantes et les prédateurs se nourrissaient plus efficacement parce que les vagues ne constituaient pas un obstacle.
« Dans un scénario caractérisé par une élévation du niveau de la mer et des événements extrêmes plus fréquents, les résultats montrent que ces organismes pourraient devenir plus abondants mais seront confrontés à des défis plus difficiles pour se nourrir efficacement, ce qui pourrait conduire à un déséquilibre écologique. Ceci est encore plus probable dans le contexte de le réchauffement de la surface de la mer, où elles auront également tendance à diminuer. Le résultat pourrait être un changement global des populations naturelles dans cet environnement », a déclaré André Pardal, professeur à l’UNIFESP et deuxième auteur de l’article.
Ils ont également sélectionné des sites côtiers rocheux proches et éloignés des embouchures des rivières pour découvrir comment le débit d’eau douce influence la biodiversité marine. Le changement climatique a inclus des périodes de précipitations extrêmes entraînant des niveaux plus élevés de rejets d’eau douce dans l’océan à partir des rivières, notent les chercheurs.
« Dans le contexte du changement climatique, une côte rocheuse proche de l’embouchure d’une rivière, dont le débit d’eau douce augmente en raison de fortes pluies, et qui est exposée à des vagues plus fortes et à des eaux plus chaudes, verra une augmentation des moules et une diminution de leur prédation, pour qu’ils deviennent plus abondants, dominent l’espace et modifient la biodiversité naturelle de cet environnement, c’est un exemple axé sur une seule espèce », a déclaré Christofoletti.
Plus d’informations :
Cesar AMM Cordeiro et al, Les facteurs environnementaux ont des effets plus importants que les processus biotiques sur les schémas de populations intertidales le long de la côte sud-est du Brésil, Recherche sur l’environnement marin (2024). DOI : 10.1016/j.marenvres.2024.106646