Les récifs rocheux côtiers du canal de Santa Barbara sont des lieux dynamiques, avec des populations de poissons, de mollusques, d’algues et d’autres espèces marines variées qui se déplacent en réponse aux courants, aux tempêtes et à diverses autres conditions. Ils croissent et décroissent, revenant généralement à une sorte de composition de base – une sorte de démographie standard – après que des perturbations perturbent temporairement le quartier, puis s’atténuent.
Mais il y a un événement dans l’histoire récente qui continue de se faire sentir : une vague de chaleur marine extrême qui a traversé l’océan Pacifique il y a plusieurs années. Surnommé « le Blob », il s’agissait de températures anormalement chaudes qui ont recouvert les eaux de la Manche de 2014 à 2016. Le Blob a fait des ravages sur les habitants des récifs, en particulier les invertébrés sessiles – des filtreurs attachés aux récifs rocheux côtiers, tels que les anémones, les vers tubicoles et les palourdes.
« En tant qu’animaux sessiles, la plupart des espèces sont attachées en permanence au substrat à l’âge adulte », a déclaré Kristen Michaud, étudiante diplômée de l’UC Santa Barbara, auteure principale d’un article paru dans le La nature journal Biologie des communications. « Ils ne peuvent pas chercher de sources de nourriture alternatives et dépendent fortement de la livraison de plancton. »
Six ans plus tard, le nombre de ces créatures a rebondi, mais un examen plus approfondi révèle que la structure de ces populations a changé, un indicateur des effets du réchauffement climatique sur les océans côtiers.
Une « tempête parfaite »
Les vagues de chaleur marines dans le canal de Santa Barbara ne sont pas inconnues.
« Ils ont tendance à être associés aux événements El Niño », a déclaré Dan Reed, écologiste marin côtier et co-auteur de l’article. Au cours de ces événements, les températures de surface à travers l’océan Pacifique augmentent de quelques degrés et la remontée typique d’eau froide riche en nutriments provenant des profondeurs est supprimée. Cela affecte l’abondance du phytoplancton dans les eaux de surface qui dépendent de ces nutriments et, par extension, les nombreuses créatures marines qui dépendent du plancton pour se nourrir. Dans la Manche, El Niño a tendance à s’accompagner de grosses tempêtes hivernales qui arrachent le varech et érodent le fond rocheux de la mer. Ces événements sont destructeurs, mais font partie intégrante de la vie dans les forêts de varech de la Manche – les sites du projet de recherche écologique à long terme sur la côte de Santa Barbara (SBC LTER) de l’UCSB.
« Ce qui était vraiment différent avec le Blob, c’est qu’en 2014 et 2015, nous avons eu toute cette eau chaude, mais sans la houle », a déclaré Reed. Cela a facilité la détection des effets de l’augmentation de la température sur la communauté forestière de varech sans les facteurs de complication de l’action des tempêtes et des vagues, a-t-il expliqué.
« Le Blob est exactement le genre d’événement qui montre pourquoi la recherche à long terme est si précieuse », a déclaré Bob Miller, chercheur principal au SBC LTER et co-auteur de l’article. « Si nous devions réagir à un tel événement avec de nouvelles recherches, nous ne saurions jamais quel a été le véritable effet. Parce que SBC LTER effectue des travaux conçus pour traiter de la façon dont les changements environnementaux affectent les écosystèmes marins côtiers, nous sommes parfaitement placés pour examiner des événements sans précédent comme celui-ci. »
Selon Michaud, la canicule anormale était une « tempête parfaite » pour les filtreurs. Non seulement cela a entraîné une réduction de l’abondance de nourriture, mais cela a également alimenté le métabolisme des créatures, les amenant à avoir besoin de plus de nourriture à mesure que les températures augmentaient. En conséquence, la couverture moyenne d’invertébrés sessiles sur les sites d’étude a diminué de 71 % en 2015.
Parmi les filtreurs, il y a eu des gagnants et des perdants.
« Les groupes d’animaux qui semblaient être les gagnants, du moins pendant la période chaude, étaient des espèces à vie plus longue, comme les palourdes et les anémones de mer », a déclaré Michaud, expliquant que ces espèces pourraient avoir des traits et des stratégies d’alimentation qui leur permettent de survivre. périodes de stress et de faible disponibilité alimentaire. Les invertébrés les plus vulnérables étaient les types à croissance rapide et à vie plus courte tels que les ascidies, les éponges et les bryozoaires – des organismes composés composés de quelques à plusieurs petits individus spécialisés.
« Mais après le Blob, l’histoire est un peu différente », a déclaré Michaud. « La couverture de bryozoaires a augmenté assez rapidement et il existe deux espèces de bryozoaires envahissantes qui sont maintenant beaucoup plus abondantes. »
Selon l’étude, l’espèce Watersipora subatra, un envahisseur récent, et la Bugula neritina établie de longue date sont désormais plus répandues dans la Manche, post-Blob. Il pourrait y avoir plusieurs raisons à la nouvelle domination de ces espèces, a déclaré Michaud, comme une plus grande tolérance aux températures plus chaudes par rapport aux indigènes et une concurrence plus agressive pour l’espace contre un nombre réduit de bryozoaires indigènes. Les forêts de varech, qui étaient étonnamment résistantes à la chaleur dans le canal de Santa Barbara, peuvent également avoir contribué à la quête d’espace des envahisseurs bryozoaires en ombrageant les algues concurrentes dans le sous-étage.
De plus, Michaud et ses collègues ont découvert qu’un gastéropode sessile indigène appelé Thylacodes squamigerous, ou « escargot de ver à écailles », a considérablement augmenté en abondance depuis l’apparition du Blob. Avec une aire de répartition méridionale qui s’étend au-delà de la Basse-Californie, les chercheurs supposent que l’animal peut avoir des adaptations aux températures chaudes qui l’ont rendu robuste au Blob. Sa capacité à passer à des sources de nourriture alternatives telles que les détritus de varech aurait pu lui donner un avantage pendant les années de vaches maigres du phytoplancton.
Le remodelage des populations d’invertébrés sessiles après le Blob fait partie des nombreux changements dans les forêts de varech sur lesquels Michaud, Miller, Reed et leurs collègues du SBC LTER se sont concentrés, notamment en ce qui concerne le changement climatique.
« Rien n’est permanent dans ce système », a déclaré Reed. « Les choses fluctuent de l’ordre des mois, d’autres choses de l’ordre des années. » Grâce aux décennies de données continues recueillies sur les sites d’étude du LTER, les scientifiques peuvent surveiller les changements qui pourraient autrement passer inaperçus maintenant, mais qui pourraient à l’avenir avoir des effets plus profonds.
La chaleur du Blob a peut-être diminué dans la Manche, mais les chercheurs s’attendent à ce que les changements qu’elle a provoqués se poursuivent, selon Miller, qui a un œil sur les effets potentiels sur le réseau trophique local, en particulier avec des animaux comme le surfperch, qui se nourrissent de sessiles. invertébrés dans la forêt de varech.
« Ce modèle dans la structure de la communauté a persisté pendant toute la période post-Blob », a ajouté Michaud, « suggérant qu’il pourrait s’agir davantage d’un changement à long terme dans l’assemblage d’animaux benthiques – ces communautés peuvent continuer à changer à mesure que nous vivons plus de vagues de chaleur marines et un réchauffement continu. »
Plus d’information:
Kristen M. Michaud et al, La vague de chaleur marine Blob transforme les écosystèmes forestiers de varech de Californie, Biologie des communications (2022). DOI : 10.1038/s42003-022-04107-z