À l’aide d’étiquettes électroniques sophistiquées, les scientifiques ont rassemblé un vaste ensemble de données de biologging pour recueillir des informations comparatives sur la façon dont les requins, les raies et les raies, également appelés « élasmobranches », utilisent les profondeurs de l’océan. Alors que certaines espèces passent toute leur vie dans des eaux peu profondes près de nos côtes sur le plateau continental, d’autres plongent à des centaines de mètres ou plus des eaux de la pente dans la zone crépusculaire, au-delà de l’endroit où la lumière du soleil pénètre. Cette nouvelle compréhension de la façon dont les élasmobranches utilisent l’océan permettra aux décideurs politiques et aux gestionnaires de ressources d’examiner les menaces auxquelles ces animaux sont confrontés et d’orienter les futurs plans de gestion et de conservation.
Une étude publiée le 19 août dans Avancées scientifiques, dirigée par des chercheurs de l’Université de Stanford et de la ZSL (Société zoologique de Londres), est la plus grande enquête mondiale sur où et quand un groupe diversifié d’élasmobranches se déplace verticalement. Une équipe de 171 chercheurs de 135 institutions de 25 pays a rassemblé deux décennies de données provenant de balises satellites et d’archives qui ont suivi à distance les mouvements et les comportements de 38 espèces dans les océans du monde entier.
« Pour la première fois, nous disposons d’une base de données mondiale normalisée que nous avons utilisée pour combler d’importantes lacunes dans les connaissances sur les comportements de plongée des requins et des raies », a déclaré Samantha Andrzejaczek, co-auteure principale de l’étude et chercheuse postdoctorale au Hopkins. Station maritime de l’Université de Stanford. « Cela permettra de mieux comprendre quelles pêcheries interagissent avec les élasmobranches et comment améliorer la gestion de bon nombre de ces animaux à longue durée de vie. »
Mouvement en trois dimensions
Les scientifiques disposent déjà d’une multitude de données sur les mouvements de nombreuses espèces marines qui habitent les espaces proches de la surface de l’océan côtier. Les drones, les plongeurs et d’autres méthodes, par exemple, surveillent les communautés et les populations marines à une profondeur d’environ 50 mètres, mais le mouvement des animaux en trois dimensions, en particulier dans les espaces verticaux plus profonds de l’océan, est beaucoup moins compris.
« Les requins et les raies sont des espèces océaniques emblématiques mais menacées. La clé de leur gestion efficace est une compréhension de leur écologie de base », a déclaré David Curnick, responsable de l’Ocean Predator Lab à ZSL et co-auteur principal de l’article. « Pourtant, pour de nombreuses espèces, nous en savons relativement peu sur leur comportement fondamental, et ce que nous savons est souvent limité à ce que nous pouvons observer dans les eaux de surface. »
Au cours des 20 dernières années, une variété d’étiquettes électroniques sont arrivées à maturité qui offrent la possibilité d’étiqueter de nombreuses espèces d’élasmobranches. Les scientifiques de Stanford ont été à l’avant-garde du développement des étiquettes de biologging et de l’application de ces technologies sur les requins et les raies.
L’un des mouvements verticaux courants chez les élasmobranches semble correspondre à la migration verticale quotidienne de l’océan (deux fois par jour). Au lever du jour, de minuscules poissons et invertébrés, suivis des animaux qui s’en nourrissent, commencent à migrer de la couche océanique supérieure et lumineuse vers la sécurité relative d’une eau plus sombre et plus profonde. La nuit, ils remontent à la surface pour se nourrir.
« Nous pensons que les requins et les raies dans leurs migrations quotidiennes suivent les ressources alimentaires dans la colonne d’eau », a déclaré Andrzejaczek.
L’étude a révélé qu’environ un tiers des espèces plongent fréquemment à des profondeurs où l’eau est froide, souvent pauvre en oxygène en raison de l’activité biologique liée à la productivité, et où la visibilité est limitée. Les enregistrements des capteurs montrent que les requins blancs (Carcharodon carcharias) plongent à plus de 1 200 mètres tandis que les requins baleines (Rhincodon typus) ont atteint 1 896 mètres, ce qui est proche de la limite de pression de 2 000 mètres pour les capteurs actuels.
« Les plongeurs profonds pourraient chercher de la nourriture dans des eaux plus profondes ou éviter les chasseurs eux-mêmes comme proies potentielles », a déclaré Andrzejaczek. « Certains requins et raies sont petits, et certains des plus gros requins et raies s’en nourrissent. Nous avons découvert que 13 espèces avaient des individus qui plongent à plus de 1 000 mètres, ce qui est extrêmement profond. » Certains peuvent nécessiter des périodes de refroidissement en profondeur. « Lorsque les grands requins passent trop de temps dans les eaux chaudes de surface, ils peuvent devoir plonger pour se refroidir, une forme de thermorégulation comportementale », a-t-elle ajouté.
Les chercheurs ont également identifié des chevauchements entre les espèces dans les mêmes espaces verticaux. Les requins baleines, les requins tigres et les raies manta océaniques ont montré des distributions verticales étonnamment similaires, bien qu’ils aient des histoires évolutives très différentes. Les relations prédateur-proie sont probablement à l’origine de cette proximité. « La raie manta océanique et le requin baleine se nourrissent tous deux de plancton, et le requin tigre est connu pour être antérieur à ces deux espèces », a déclaré Andrzejaczek.
Une base pour la gestion future
La zone photique ou épipélagique – la région océanique qui reçoit la lumière du soleil – s’étend de la surface à environ 200 mètres et peut potentiellement être une zone dangereuse pour les élasmobranches. C’est là qu’ils sont le plus susceptibles d’être exposés aux engins de pêche en tant qu’espèces cibles ou prises accessoires. Sur les 38 espèces de l’étude, les chercheurs ont découvert que 26 passaient plus de 95 % de leur temps dans les 250 premiers mètres de la colonne d’eau.
Plus d’un tiers de tous les requins et raies sont menacés d’extinction, selon la Liste rouge de l’UICN des espèces menacées.
« Ces données constituent la base de la gestion future des ressources mondiales d’élasmobranches, et il a fallu à une équipe de scientifiques des milliers d’heures pour marquer et suivre les requins avec des systèmes mondiaux de satellite et de biologging pour concrétiser cette possibilité », a déclaré Barbara Block, le professeur Prothro. of Marine Sciences à Stanford, dont les programmes de marquage tels que TOPP, ont fourni 25% de l’ensemble de données.
Comprendre comment les élasmobranches utilisent les habitats verticaux est essentiel pour comprendre leurs rôles écologiques actuels et futurs dans l’océan et leurs risques face à diverses menaces. Les scientifiques pourraient utiliser cette base de données et les futures bases de données pour étudier comment l’évolution de la température des océans et des niveaux d’oxygène peut influencer la distribution des espèces et créer de nouvelles conditions et menaces.
« Les êtres humains ne sont pas habitués à penser l’habitat dans la dimension verticale », a déclaré Andrzejaczek. « Nous espérons que cette étude pourra faire comprendre aux gens que nous avons besoin de stratégies de gestion qui intègrent cette dimension négligée du comportement des élasmobranches. Par exemple, nous pourrions utiliser ces données pour mieux comprendre comment les requins et la pêche humaine interagissent. »
Cette étude de trois ans a rassemblé des données provenant de balises de plus en plus sophistiquées et plus précises avec des capteurs sensibles qui peuvent résister aux rigueurs de l’environnement tout en chevauchant un requin ou une raie et fonctionner en eau profonde, ainsi que des outils analytiques améliorés pour incorporer différents types de données de mouvement. L’ingrédient clé a été la coopération entre les scientifiques du biologging du monde entier.
« Des études scientifiques à grande échelle comme celle-ci ne sont pas possibles sans un effort de collaboration monumental », a déclaré Curnick. « Nous concilions les connaissances et l’expertise collectives de chercheurs du monde entier. Le résultat est bien supérieur à ce qu’un chercheur ou une institution pourrait obtenir par lui-même. »
Samantha Andrzejaczek et al, Plongée dans la dimension verticale de l’écologie du mouvement des élasmobranches, Avancées scientifiques (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abo1754. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abo1754