Un océan plus chaud est un océan plus affamé, du moins en ce qui concerne les prédateurs de poissons. Dans une nouvelle étude de terrain publiée en ligne le 9 juin dans La science, les scientifiques du Smithsonian ont découvert les impacts des prédateurs dans le pic de l’Atlantique et du Pacifique à des températures plus élevées. Les effets se répercutent en cascade pour transformer d’autres formes de vie dans l’océan, perturbant potentiellement les équilibres qui existent depuis des millénaires.
« Il a fallu des milliers d’années pour arriver à cet état, et puis tout à coup, nous augmentons la température à un rythme beaucoup plus élevé », a déclaré Gail Ashton, auteur principal du rapport et biologiste marin au Smithsonian Environmental Research Center (SERC). . « Et nous ne connaissons pas vraiment les implications de cette augmentation de température. »
Des recherches antérieures ont laissé entendre que les prédateurs sont plus actifs sous les tropiques, car des températures plus élevées ont tendance à augmenter le métabolisme des animaux. Mais les preuves empiriques d’études plus petites étaient contradictoires. Et peu d’études ont tenté de cerner la question centrale de la façon dont les communautés de proies réagissent à la pression accrue, ce qui pourrait préfigurer à quoi ressemblera un océan plus chaud à l’avenir.
« Les eaux plus chaudes ont tendance à favoriser les animaux situés en haut de la chaîne alimentaire, qui deviennent plus actifs et ont besoin de plus de nourriture – et ce sont leurs proies qui paient pour cette activité accrue », a déclaré le co-auteur Emmett Duffy, directeur du réseau Smithsonian’s Marine Global Earth Observatory. (MarineGEO). « Cela suggère que le réchauffement des mers pourrait entraîner de grands changements dans la vie des habitats sensibles des fonds marins. »
Les balistes et les poissons-globes consomment des invertébrés marins sur un panneau exposé aux prédateurs lors d’une expérience antérieure utilisant des communautés similaires à Panama City. Crédit : Edité par Michèle Repetto. Images de Freestone et al. Archives 2021
Suivi de la prédation d’un pôle à l’autre
La nouvelle étude a pris l’une des vues les plus importantes à ce jour. Une équipe internationale dirigée par le Smithsonian et l’Université Temple a coordonné les partenaires sur 36 sites, le long des côtes atlantique et pacifique des Amériques. Les sites s’étendaient de l’Alaska au nord à la Terre de Feu à la pointe de l’Amérique du Sud. Sur chaque site, les chercheurs ont réalisé les trois mêmes expériences sur les prédateurs et les proies.
Pour la première expérience, ils ont suivi l’activité globale des prédateurs à l’aide de « squid pops ». Conçus par Duffy et l’équipe de MarineGEO, les pops de calmar ressemblent à des cake pops dans les cafés. Les scientifiques attachent un morceau de calmar séché, un appât standard utilisable n’importe où, à un pieu et le laissent sous l’eau pour attirer les poissons. Au bout d’une heure, les scientifiques ont vérifié combien de calmars avaient été dévorés. Les résultats ont confirmé leurs soupçons : sur les sites plus chauds, la prédation était plus intense ; dans les eaux plus froides (en dessous de 68 degrés F), la prédation est tombée à près de zéro.
« Ce seuil de température représente un point de basculement écologique dans ces écosystèmes marins côtiers, au-dessus duquel l’intensité de la prédation augmente », a déclaré Amy Freestone, co-auteur et professeur agrégé de biologie à Université du Temple. « Avec le changement climatique, davantage d’eaux côtières dépasseront ce point de basculement, ou se réchaufferont encore plus, modifiant fondamentalement le fonctionnement de ces écosystèmes. »
La vie dans une mer vorace
Mais cela n’a pas répondu à la question la plus pressante : que signifiera un océan plus chaud et plus affamé pour le reste de la vie dans le réseau trophique ?
Pour cela, les chercheurs se sont tournés vers leurs deux dernières expériences. Ils ont examiné les invertébrés sous-marins stationnaires dont les poissons aiment se régaler, comme les tuniciers et les bryozoaires, pour voir comment les prédateurs auraient un impact sur leur croissance et leur abondance. Dans une expérience, ils ont observé la proie coloniser et grandir sur des panneaux de plastique sous-marins pendant trois mois. Certains avaient des cages de protection qui empêchaient les prédateurs d’entrer, tandis que d’autres étaient laissés ouverts et vulnérables. Dans l’expérience finale, ils ont mis des cages de protection autour tout les proies sous-marines pendant 10 semaines, puis mis hors cage la moitié des communautés de proies pendant deux semaines supplémentaires.
Dans les eaux plus chaudes, les appétits plus voraces des prédateurs ont laissé des marques démesurées sur la communauté de proies. La biomasse totale des proies a plongé sous les tropiques lorsque les proies ont été laissées sans protection. Mais dans les zones les plus froides, laisser les proies exposées ou protégées ne faisait presque aucune différence, ce qui suggère que les prédateurs ne constituaient pas une grande menace là-bas.
« Nous savions, grâce à des travaux antérieurs au Panama, que la prédation dans les néotropiques peut être intense », a déclaré Mark Torchin, co-auteur et écologiste marin au Smithsonian Tropical Research Institute au Panama. « Cependant, travailler avec nos collègues à travers les Amériques nous a permis de tester la généralité de cela et d’évaluer comment les effets de la prédation changent dans des environnements plus froids. »
Les types d’organismes proies ont également changé avec l’accès des prédateurs. Les prédateurs aimaient manger des tuniciers solitaires en forme de bouteille ( » ascidies « ), de sorte que ces proies subissaient des pertes importantes sous les tropiques lorsqu’elles n’étaient pas protégées. Pendant ce temps, des bryozoaires encroûtants (« animaux de mousse ») prospéraient dans l’espace nouvellement libre car les poissons les laissaient en grande partie tranquilles.
Les tuniciers solitaires filtrent l’eau et offrent des coins et des recoins pour que d’autres organismes s’installent – deux fonctions importantes que les bryozoaires ne font pas aussi bien. Mais ils n’offrent qu’un exemple de la façon dont une augmentation de l’activité des prédateurs pourrait modifier les écosystèmes à mesure que les écosystèmes plus froids se réchauffent.
« Alors que la prédation change, certaines espèces seront gagnantes et d’autres perdantes », a déclaré le co-auteur Greg Ruiz, responsable du laboratoire de recherche sur les invasions marines du SERC. « Certains seront défendus, d’autres seront vulnérables. Mais nous ne savons pas exactement comment cela se déroulera. »
Pendant ce temps, ce qui se passera à l’équateur – où les températures pourraient augmenter encore plus que ce que les scientifiques peuvent voir aujourd’hui – reste encore plus mystérieux.
« Nous ne savons pas vraiment ce qui pourrait se passer sous les tropiques, car nous n’avons pas de données sur ces températures plus chaudes », a déclaré Ashton.
Gail V. Ashton et al, Le contrôle des prédateurs sur les communautés marines augmente avec la température sur 115 degrés de latitude, La science (2022). DOI : 10.1126/science.abc4916. www.science.org/doi/10.1126/science.abc4916