Les forêts de varech du canal de Santa Barbara et ses plages de sable sont intimement liées. Le varech géant, l’espèce fondamentale des récifs rocheux, constitue une partie importante du réseau trophique des plages, car les frondes de ces algues géantes se détachent de la forêt et sont transportées vers la plage. Mais la relation est plus profonde.
Dans un article publié cette semaine dans le Actes de l’Académie nationale des sciences, une équipe de scientifiques a démontré que les forêts de varech peuvent faire plus que fournir de la nourriture aux minuscules crustacés affamés vivant dans le sable. Ils peuvent également influencer la dynamique du réseau trophique des plages de sable.
« La quantité de varech sur le récif change au fil du temps, de telle sorte que les pics et les points bas de l’abondance dans plusieurs forêts de varech correspondent », a déclaré l’auteur principal Jonathan Walter, chercheur principal à l’Université de Californie à Davis, et son Centre des sciences des bassins versants. « C’est ce que nous appelons la synchronie. Elle est liée à la capacité des systèmes à persister face à des conditions environnementales changeantes. Un peu d’asynchronie permet aux systèmes d’être résistants aux fluctuations et donc plus stables. »
L’étude révèle le rôle de la synchronie dans le réseau trophique des plages, avec des implications plus larges à mesure que le climat évolue d’une manière qui pourrait modifier la manière dont les écosystèmes liés remplissent leurs fonctions.
Révéler le rôle de la synchronie dans ces écosystèmes comble une lacune clé dans notre compréhension de la connexion entre le récif et la plage.
« La forêt de varech et la plage sont toutes deux des écosystèmes très dynamiques », a déclaré la co-auteure Jenny Dugan, écologiste marine côtière à l’UC Santa Barbara. « La question clé ici est de savoir comment la dynamique de ces deux écosystèmes interagit et se comporte, en particulier avec le système de plages si dépendant de la forêt de varech. »
En synchronisation
Bien qu’il s’agisse d’un phénomène naturel et omniprésent, la synchronie et ses implications ne sont pas encore entièrement comprises.
L’équipe de recherche a cherché à comprendre si et comment les débris de varech (détritus) pouvaient affecter la dynamique de l’écosystème de la plage. Par exemple, comment les espèces pourraient-elles réagir à un environnement changeant et dans quelle mesure l’écosystème de la plage est-il résilient aux perturbations ?
Pour répondre à ces questions, l’étude a utilisé des données à long terme provenant du site de recherche écologique à long terme sur la côte de Santa Barbara de l’UCSB, soutenu par la National Science Foundation. Le modèle de l’équipe a été construit sur une série chronologique de données sur le vent, les vagues, les épaves et la largeur des plages sur cinq plages de sable sur 11 ans.
Elle a révélé des modèles de synchronie, dans lesquels l’abondance de varech sur les plages pourrait s’expliquer par l’abondance de varech dans la forêt, l’action des vagues et la largeur de la plage fluctuant ensemble. Aux échelles de temps les plus longues, la biomasse forestière de varech et la largeur des plages étaient les principaux facteurs responsables de la présence de varech sur les plages.
Mélodies de plage
« Nous avons constaté des décalages temporels importants dans cette synchronisation », a déclaré Dugan. « Ce n’était pas aussi simple que tout changeait en même temps : c’était comme des chansons ou des mélodies séparées qui s’assemblaient de différentes manières. Cela rendait les modèles plus complexes, c’est pourquoi cela nécessitait le type d’analyses que nous avons utilisé. »
Il est important de noter que les chercheurs ont découvert que cette synchronie s’étendait de l’océan au rivage. L’abondance des oiseaux de rivage prédateurs, comme les bécasseaux et les pluviers, était en retard par rapport au dépôt de fucus sur les plages.
« Une fois sur la plage, le varech nourrit une communauté très productive de petits invertébrés – crustacés et insectes – qui sont à leur tour la nourriture préférée des oiseaux de rivage », a expliqué Dugan. La synchronisation entre les systèmes est particulièrement remarquable parce que l’écosystème des plages dépend fortement des subventions au varech, a-t-elle ajouté.
Caractère dynamique
« La nature dynamique des forêts de varech, en termes de productivité et de renouvellement élevés, est unique pour les écosystèmes structurés autour d’espèces fondamentales », a déclaré le co-auteur et écologiste côtier Kyle Emery, chercheur à l’Institut des sciences marines de l’UCSB.
« Cela nous permet d’observer les changements plusieurs fois par rapport à d’autres espèces fondamentales et nous donne la possibilité d’observer de nombreux états, processus et fonctions différents du système. Cela nous a permis d’analyser plus rapidement ces questions de synchronisation entre écosystèmes. »
Plus d’information:
Jonathan A. Walter et al, La synchronisation spatiale se propage à travers les frontières des écosystèmes et le long des réseaux alimentaires via des subventions aux ressources, Actes de l’Académie nationale des sciences (2024). DOI : 10.1073/pnas.2310052120