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Master d’Océanographie – UE 227 FLUCTUATIONS ET PERTURBATIONS, NATURELLES ET ANTHROPIQUES, DES ECOSYSTÈMES MARINS (cours 2010) 5 Charles F. Boudouresque Centre d'Océanologie de Marseille 1 Charles F. Boudouresque www.com.univ-mrs.fr/~boudouresque Email : [email protected] Citation : Boudouresque C.F., 2010. Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. 5. Mécanismes de réaction et correction des perturbations et stress. www.com.univ-mrs.fr/~boudouresque 2 1. Introduction 2. Causes des fluctuations naturelles pluriannuelles 2.1. Les fluctuations naturelles pluriannuelles 2.2. La dynamique des population 2.3. Systèmes prédateur-proie et hôte-parasite 2.4. Les forçages climatiques 3. Qu'est-ce qu'une perturbation ? 4. Différents types de perturbations naturelles 5. Rôle des perturbations 6. Mécanismes de réaction et correction des perturbations et stress 3 L'effet d'une perturbation dépend de : - Son échelle spatiale (étendue sur laquelle elle agit) - Son échelle temporelle (temps pendant lequel elle agit) - Son amplitude - Sa fréquence (intervalle de temps entre deux perturbations de même nature Echelle Échelle locale e Echelle régionale E Fré- Basse fréquence f ef Ef quen- Haute fréquence F eF EF ce Continu Milieu extrême ou Stress Les évènements rares ou très rares jouent certainement un rôle beaucoup plus important qu'on a pu le penser (exemples, maladies, minvas, etc.) 4 Les écosystèmes pélagiques sont généralement considérés comme pilotés physiquement par des évènements (ou des perturbations) à échelle régionale mais à basse fréquence (Ef) Pour les écosystèmes benthiques, l'attention s'est focalisée sur des perturbations à échelle locale et haute fréquence (eF) Toutefois, l'écosystème à Macrocystis pyrifera est piloté par des évènements Ef, pour : - succession secondaire-tertiaire, - dynamique des populations de Macrocystis, Pterygophora, Laminaria, - interactions compétitives entre guildes de MPOs Tegner et al., 1997. Mar. Ecol. Progr. Ser., 146 : 117-134 5 1. Introduction 2. Causes des fluctuations naturelles pluriannuelles 2.1. Les fluctuations naturelles pluriannuelles 2.2. La dynamique des population 2.3. Systèmes prédateur-proie et hôte-parasite 2.4. Les forçages climatiques 3. Qu'est-ce qu'une perturbation ? 4. Différents types de perturbations naturelles 5. Rôle des perturbations 6. Mécanismes de réaction et correction des perturbations et stress 6.1. La réaction aux perturbations et aux stress 6 (1) Modifications des attributs fonctionnels et structurels dans les écosystèmes perturbés Paramètres Odum, 1985. Bioscience, 35 (5) : 419-422. Boucher, 1997 Tendance Respiration (R) Croît (structure dissipatrice) ENER- Production P/Respiration R Déséquilibre (<<1 ou >>1) GÉTI- Production P/Biomasse B et R/B Croît QUES Importance de l'énergie auxiliaire Croît Production 1 exportée/stockée Croît RECY- Turn-over des nutrients Croît CLA- Production primaire exportée Croît (transport horizontal) et décroît (vertical) GE Fuites de nutrients Croissent Espèces opportunistes (r) Croissent STR- Taille des organismes Décroît UC- Cycle de vie Décroît TURE Chaînes trophiques Plus courtes Diversité, redondance FAUX ! Décroissent TENDAN- Ouverture CES ÉCO Efficacité utilisation des ressources Décroît SYSTÉ- Parasitisme, interactions négatives Croissent Attributs fonctionnels/structuraux Métabolisme plus robuste que la composition MIQUES Entrées-sorties croissent, recyclage décroît 7 (2) On peut ajouter la rétrogression (glissement de l'écosystème vers un stade aval de sa succession Rapport et al., 1985. Amer. Naturalist, 125 (5) : 617-640 (3) Ecosystèmes structurés top-down (niveaux trophiques supérieurs contrôlent en cascade les niveaux inférieurs) C3 Déstructuration top-down (effet cascade) Ecosystèmes structurés bottom-up (les niveaux trophiques varient dans le même sens) Déstructuration bottom-up C2 C1 C1 H P1 Déstructuration bottom-up H P1 Menge, 1992. Ecology, 73 : 755-765. Lapointe et al., 1997. Proc. 8th inernationt. Coral Reef Symp., 1 : 927-932. 8 (4) Le port gazonnant chez les MPOs Remplacement d'individus isolés, dressés, par un système d'axes rampants sur lesquels se développent des axes dressés Réponse à : surpâturage, dessiccation, hydrodynamisme 9 Conséquences : (i) Diminution de la production primaire nette (selfshading, carence en nutrients au sein du gazon) Production primaire nette/d gazons Espèces Supériorité des Individus individus dressés dressés Halimeda opuntia 4.6 11.8 150% Laurencia papillosa 57.7 86.0 49% Dictyota bayteresii 80.6 1888.3 134% Production primaire nette, en mg O2/g de masse sèche sans cendres/d de trois MPOs dans un récif corallien des Caraïbes Le port dressé est 50150% plus productif que le port gazonnant Laurencia papillosa D'après Hay , 1981. Ecology, USA, 62 (3) : 739-750 10 (ii) Concentration de la photosynthèse dans les parties supérieures du gazon : les parties basses reçoivent moins de lumière (0.20.1% de la lumière incidente, 1-3 µE/m²/s à midi) et ont moins accès aux nutrients Partie de l'appareil végétatif Espèces Production primaire brute (mg O2/g masse sèche sans cendres/h) Respiration à l'obscurité (O2/g masse sèche sans cendres/h) Halimeda opuntia Haut Bas 5.8 ± 1.6 1.6 ± 0.4 *** 1.3 ± 0.1 0.7 ± 0.1 *** Laurencia papillosa Haut Bas 12.6 ± 1.5 4.5 ± 1.1 *** 1.6 ± 0.1 1.4 ± 0.1 ** Dictyota batayresii Haut Bas 36.8 ± 4.9 4.3 ± 3.2 *** 4.1 ± 0.2 1.9 ± 0.2 *** MPOs à port gazonnant, dans un récif corallien des Caraïbes D'après Hay , 1981. Ecology, USA, 62 (3) : 739-750 11 (iii) Diminution de la respiration dans les parties inférieures du gazon : il y a besoin de moins d'énergie dans des organes ne croissant pas et faisant peu la photosynthèse. Partie de l'appareil végétatif Espèces Production primaire brute (mg O2/g masse sèche sans cendres/h) Respiration à l'obscurité (O2/g masse sèche sans cendres/h) Halimeda opuntia Haut Bas 5.8 ± 1.6 1.6 ± 0.4 *** 1.3 ± 0.1 0.7 ± 0.1 *** Laurencia papillosa Haut Bas 12.6 ± 1.5 4.5 ± 1.1 *** 1.6 ± 0.1 1.4 ± 0.1 ** Dictyota batayresii Haut Bas 36.8 ± 4.9 4.3 ± 3.2 *** 4.1 ± 0.2 1.9 ± 0.2 *** Le faible coût énergétique de la maintenance des parties basses permet de les utiliser comme stade de repos, quand l'intensité de la perturbation ou stress ne permet pas de maintenir les parties dressées (périodes de broutage intense, minvas, etc.) D'après Hay , 1981. Ecology, USA, 62 (3) : 739-750 12 Dessication Gazon Port dressé Production primaire (iv) Réduction de la dessiccation, due à la meilleure rétention de l'eau par un gazon La production primaire brute (en mg O2/g de masse sèche sans cendres/h) devient négative en moins de 2 h d'exposition à l'air, pour les espèces à port dressé Dans le médiolittoral, le temps d'exposition à l'air est largement supérieur D'après Hay , 1981. Ecology, USA, 62 (3) : 739-750 13 (v) Diminution du broutage : les gazons sont difficiles à manipuler pour beaucoup d'herbivores, les browsers (mais voir les grazers) Aux Caraïbes, les gazons diminuent le broutage de Sparisoma rubripinne et de Diadema antillarum de 15 à 30% (en aquarium) Sparisoma rubripinne D'après Hay , 1981. Ecology, USA, 62 (3) : 739-750 In situ, cette diminution est sans doute très supérieure : les macro-herbivores benthiques y sont gênés par l'hydrodynamisme 14 (vi) La rapidité de la re-colonisation latérale, par les gazons, des surfaces libérées par l'hydrodynamisme ou le broutage A n'importe quelle saison : ne dépend pas de la reproduction sexuée Port dressé : il faut que la libération du substrat coïncide avec la reproduction sexuée D'après Hay , 1981. Ecology, USA, 62 (3) : 739-750 15 (vii) Un désavantage compétitif des gazons par rapport au port dressé : Investissement dans les organes rampants Utilisation de la lumière moins efficace Croissance moins rapide Halimeda opuntia (Chlorobiontes, Plantae) Quand la perturbation est passée, ou quand on sort des zones de stress, le port dressé, ou les espèces à port dressé, reprennent l'avantage D'après Hay , 1981. Ecology, USA, 62 (3) : 739-750 16 (5) L'hétérotrichie chez les MPOs L'appareil végétatif comporte une partie encroûtante et une partie dressée, qui coexistent ou se succèdent dans le temps (alternance de générations) Les croûtes résistent mieux aux perturbations que les parties dressées. La reconstitution des axes dressés est 4 fois plus rapide à partir des croûtes que sans les croûtes Corallina elongata (Rhodobiontes, Plantae) D’après Littler et Kauker, 1984. Botanica marina, 27 : 37-44 17 (6) Le mode de vie colonial chez les ‘invertébrés’ Les formes coloniales seraient compétitivement supérieures aux formes non-coloniales dans les habitats perturbés ou stressés Anthopleura elegantissima En Californie, l'anémone de mer Anthopleura elegantissima (Cnidaire), vit solitaire dans les habitats non perturbés, et adopte un port clonal lorsqu'elle est soumise aux marées de sable (Littler et al., 1983) 18 (7) L'allocation des ressources énergétiques En réaction à une perturbation ou à un stress, les espèces peuvent modifier l'allocation de leurs ressources énergétiques à la reproduction sexuée, aux fonctions de défense ou à leurs différents compartiments somatiques (i) Accroissement de l'effort de reproduction sexuée (mais voir plus loin !) Zostera marina (Magnoliophytes, Plantae) Exemples chez Zostera marina - après une forte tempête (Japon) Aioi et Komatsu, 1996. Seagrass Biology : proceedings of an international workshop, Kuo, Phillips, Walker, Kirkman edit. : 319-322 - en limite Sud de l'aire (Californie) Santamaría-Gallegos et al., 2000. Aquatic Botany, 66 : 329-339 19 Exemples : Cymodocea nodosa et Nanozostera noltii (Magnoliophytes) en compétition avec Caulerpa taxifolia (Chlorobionte, Plantae) Cymodocea nodosa (photo Calvín) En Toscane, la floraison augmente significativement D’après Ceccherelli et al., 2001. Biol. mar. medit., 8 (1): 94-99 20 Caulerpa taxifolia (photo A. Meinesz) Lorsque la nourriture est déficitaire, et lorsque la durée des conditions défavorables n'est pas prédictible, Strongylocentrotus droebachiensis diminue sa croissance (alors non profitable en termes de fitness) et accroît l'allocation des ressources à la reproduction sexuée Strongylocentrotus droebachiensis (Echinodermes) au Canada atlantique MPOs Ad libitum G 0.12-0.14 G+P+M Carance 0.200.23 G = production gamètes P = prod. tissus somatiques M = métabolisme total (Uniquement les individus moyens et grands) D’après Thompson, 1982. Oecologia, 56 : 50-57 21 Toutefois, chez Paramuricea clavata affecté par la mortalité de 1999 (température) Diminution effort de reproduction Nombre oocytes/polype Port-Cros (France) Colonies femelles survivantes Un an après la mortalité Reconstitution des colonies privilégiée par rapport à reproduction sexuée (jusqu’à 75% de diminution) Pourcentage de mortalité des polypes chez colonies survivantes D’après Linares et al., 2008. Coral Reefs, 27 (1) : 27-34. Longévité individus : > 50 ans 22 (ii) Effort alimentaire Lorsque la ressource (MPOs) est limitante, Diadema antillarum accroît la taille relative de sa lanterne d'Aristote D'après Levitan, 1992. Ecology, 73 (5) : 1597-1605. Diadema antillarum (photo Colin) Même chose chez Paracentrotus lividus dans l'étang d'Urbinu (Corse) : de 4.5 à 6.0 % du poids total D'après Fernandez et Boudouresque, 1997. Mar. Ecol. Progr. Ser., 152 : 145-154 23 (iii) La Plant apparency theory (Feeny, 1976) prévoit que, chez les MPOs, l'investissement en métabolites ou en structures de défense est : - Fort en milieu non perturbé ou stressé - Faible en milieu perturbé ou stressé Exemple : Caulerpa taxifolia en situation de compétition ou de non-compétition D’après Dumay et al., 2002. J. chem.. Ecol., 28 (2) : 343-352. Pergent et al., 2008. BMC Ecology, 8 (20) 1-13. 24 (8) Complexification du réseau trophique Les modèles théoriques montrent que, à "l'équilibre" (notion théorique !), le réseau trophique tend vers la structure la plus simple possible Même si les brouteurs et les prédateurs sont opportunistes, toutes les potentialités ne sont pas exprimées Réseau trophique théorique : tous les liens possibles (n = 27) Réseau trophique effectif, ‘à l'équilibre’ : n = 10 D’après Michalski et Arditi, 1995. Proc. r. Soc. London, 259 : 217-222 25 A la suite d'une perturbation, le réseau trophique se complexifie : les prédateurs expriment des potentialités non réalisées à l"équilibre" Simplification du réseau trophique après une perturbation La rareté des perturbations sélectionne des prédateurs spécialisés La fréquence des perturbations sélectionne des prédateurs opportunistes D’après Michalski et Arditi, 1995. Proc. r. Soc. London, 259 : 217-222 26 La connectance C = connectance S = nombre d’espèces L = nombre de liens L C= S (S - 1) / 2 C entre 0 et 1 (ou exprimé en %) 27 Réseau trophique plateau continental NE des USA D’après Link, 2002. Mar. Ecol. Progr. Ser., 230 : 1-9 1 562 liens 28 Très, très simplifié ! Orques, cachalots, marsouins Phoques Homme Oiseaux Requins Baleines Loligo Morue Gastropodes Hareng Oursins Cténophores Holothuries Calanus sp. Autres copépodes Tuniciers Phytoplancton Porifera Gammaridés Polychètes 29 Plateau continental NE des USA D’après Link, 2002. Mar. Ecol. Progr. Ser., 230 : 1-9 Relation connectancediversité spécifique dans les écosystèmes Faible résilience ou faible ‘stabilité’ ? Résilience et ‘stabilité’ optimales ? 30 D'après Ponsard et al. (2003) Un modèle mathématique indique que les communautés les plus stables (en vert) ont une complexité faible (peu d'espèces, ou connectivité faible). Quand la complexité augmente (plus d'espèces, ou plus de connectivité), elles risquent de devenir instables (rayures rouges). On s'attend à ce que les communautés soient réparties dans tout le domaine stable (zone verte) ; en réalité, elles n'y sont pas uniformément réparties, mais se regroupent le long de la frontière entre domaine stable et instable (ronds blancs) : leur complexité est aussi grande que possible, à la limite de l'instabilité. 31 (9) La banalisation Les espèces opportunistes qui s'installent, en réponse à une perturbation ou à un stress, sont souvent les mêmes - Dans divers écosystèmes d'une même région - D'une province biogéographique à l'autre - Ou même au niveau planétaire (espèces cosmopolites) Ulva sp. (en lame) Ulva compressa (en tube) 32 Exemple : l'invasion par Caulerpa taxifolia (Plantae) des communautés infralittorales de Méditerranée nord-occidentale Cymodocea nodosa Sable Matte morte de Posidonia oceanica Prairie à Posidonia oceanica Forêt à Cystoseira Coralligène D'après Harmelin-Vivien et al., 1999. Fourth international workshop on Caulerpa taxifolia, Gravez V., Ruitton S., Boudouresque C.F., Le Direac'h L., Meinesz A., Scabbia G., Verlaque M. edit., GIS Posidonie publ., Fr. : 236-245 (redessiné). 33 (10) Diminution du niveau d'organisation Sous un régime de faibles perturbations ou de stress, la succession conduit à un climax dont le niveau d'organisation est élevé : nombre de strates, nombre de niveaux trophiques, etc. En régime élevé de perturbations ou de stress, climax dont le niveau d'organisation est plus faible Exemple : dans l'Abra de Bilbao (Espagne atlantique), sous l'effet de la pollution, remplacement des forêts à Cystoseira tamariscifolia, C. baccata et Bifurcaria bifurcata (Chromobiontes) par un peuplement gazonnant Diez et al., 1999. Mar. Poll. Bull., 39 (6) : 462-472 Cystoseira tamariscifolia 34 (11) Diminution de la diversité et modification de la structure d'abondance Les perturbations et le stress Diminuent le nombre des espèces (pas toujours ! cf IDH et DEM) Diminuent la diversité de Shannon et l'équitabilité (pas toujours !) Modifient les diagrammes rang-fréquence (structure d'abondance) 100 Fréquence Communauté peu structurée. 1-2 espèces dominantes Communauté structurée, une dizaine d'espèces abondantes 10 1 Diagramme rangfréquence (biomasse) : peuplements de MPOs benthiques. Rade de Brest (France) Communauté très mature 0.1 Rang 1 2 3 10 20 30 D'après Hily et al., 1992. Mar. Ecol. Progr. Ser., 85 : 115-130 35 (12) Spill-in Total lobster population Legal-sized lobster (> 76 mm carapace length) Spiny lobster Palinurus argus Fished areas and the nearby Sambo marine reserve, Florida Keys, USA Disturbance: a 2-d sport diver mini-season After the 2-d mini-season: A significant decrease in density in fished sites A significant increase within the Reserve From Eggleston and Parsons, 2008. Mar. Ecol. Prog. Ser., 371: 213-220 36 The relationship between: - Density of lobsters in reserves just prior to the 2-d mini-season (sport diving fishing) - Observed increase in lobster density following the mini-season A density-dependent process Total lobster population Probably through conspecific attraction via chemical cues towards dense and undisturbed sites and populations Reduced spill-in at the highest lobster density: reserves saturated? Legal-sized lobster (> 76 mm carapace length) From Eggleston and Parsons, 2008. Mar. Ecol. Prog. Ser., 371: 213-220 37 (13) Intensité et fréquence Variance temporelle multivariée 1000 b b 800 600 Dans un peuplement médiolittoral de substrat dur de Méditerranée D'après Bertocci et al., 2005. Ecology, 86 (8) : 2061-2067 a 400 200 Faible 1000 Moyenne Forte a Intensité de la perturbation ab 800 b 600 400 200 Faible Moyenne Forte Fréquence de la perturbation 38 1. Introduction 2. Causes des fluctuations naturelles pluriannuelles 2.1. Les fluctuations naturelles pluriannuelles 2.2. La dynamique des population 2.3. Systèmes prédateur-proie et hôte-parasite 2.4. Les forçages climatiques 3. Qu'est-ce qu'une perturbation ? 4. Différents types de perturbations naturelles 5. Rôle des perturbations 6. Mécanismes de réaction et correction des perturbations et stress 6.1. La réaction aux perturbations et aux stress 6.2. Le regime shift 39 Large scale disturbances (regime shifts) and recovery in aquatic ecosystems : challenges for management towards sustainability 2005 Violeta Velikova and Nesho Chipev eds. UNESCO publ. 40 Regime shift (= phase shift) Face à un changement graduel d'un paramètre physicochimique ou biologique de l'environnement, la réponse de la population ou de l'écosystème peut ne pas être graduelle, mais par sauts (sudden catastrophic change) Ce saut se nomme regime shift Rietkerk et al., 2004 Science, 305 : 1926-1929 (Cette définition concerne en fait seulement le driven model du regime shift : voir plus loin) "A regime shift is considered to be a sudden shift in structure and functioning of a marine ecosystem, affecting several living components and resulting in an alternate state" Cette définition s’applique aux 3 modèles du régime shift (voir plus loin) : Cury et Shannon, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 223-243. C’est celle qui est adoptée ici 41 Certains auteurs distinguent regime shift de phase transition (= phase shift) ‘A phase transition is a qualitative change in the state of a system under a continuous change in an external parameter’ ‘Regime shift refers to parameters that force the system’ ‘Phase transition (= phase shift) describes changes in either the state of the system or the state of an attribute of the system’ Duffy-Anderson et al., 2005. Ecological Complexity, 2 : 205-218 (A noter : les auteurs font référence au seul driven model) 42 State B State B Change DRIVEN MODEL State A State A Ecosystem Driving force Time Average Regime A Shift (switch) Change State A Average Shift Regime B (switch) Shift (switch) State B State B Disturbance MODEL State A Ecosystem Driving forces Time Disturbance Disturbance From Boudouresque et al. (2005), modified Disturbance Disturbance 43 Ecosystem State B INVASIVE MODEL State A Time Average regime A Shift (switch): species introduction Average regime B Arrival of an invasive species: nonpredictible - Which species? Where? When? Other driving forces From Boudouresque et al., 2005. Large-scale disturbances (regime shifts) and recovery in aquatic ecosystems : challenges for management towards sustaina-bility. Velikova V., Chipev N. (eds.), UNESCO publ. : 85-101 - Introduced? Or invasive? 44 Predictibility and reversibility Deterministic Reversible Driven model Yes Yes MSS model No Yes Invasive model No No From Boudouresque et al. (2005) 45 Le seuil (variable forçante) de basculement dans un sens et dans l'autre peut être identique Le seuil de basculement dans un sens peut être très différent de celui dans l'autre sens hysteresis (terme d'origine médicale) 46 Possible ways in which the ecosystems may react to changed conditions (driven model) Ecosystem state Steady change Abrupt change (regime shift) Abrupt change (regime shift), hysteresis and MSS a F2 b F1 c Conditions (environment) F1-F2: a zone with 3 ‘equilibria’ for a given condition a and c: ’stable’ states b: repelling and, thus, unstable state From Van Nes et al., 2007. Mar. Ecol. Prog. Ser., 330 : 39-47. Modified and redrawn 47 Regime shift on coral reefs: - Multiple states (MS ou MSS, driven model) ? - or Multiple ‘stable’ states (MSS, disturbance model) ? (Above) Dominated by Scleractinian, sponges, etc. (Right) Dominated by ‘macroalgae’ (MPOs) (photo Steve Spring, Marine photobank) 48 Coral reefs: potential feedback mechanisms involved in the multiple (= alternative) states 2. Positive feedback mechanisms, which directly or indirectly reinforce the alternative state Changes in consumer control - Habitat loss (due to MPOs) - Organism inpalatability (due to MPOs, sponges) Prevention of coral recruitment - Space preemption (due to MPOs, soft corals, corallimorpharia, sponges) - Allelochemical activity (due to soft corals) Coral mortality - Disease transmission (due to MPOs) - Overgrowth (due to MPOs, corallimorpharia, sponges) - Microbial activity (due to MPOs) - Allelochemical activity (due to soft corals) Reduced coral growth rates - Sediment retention (due to MPOs) - Overgrowth (due to MPOs, soft corals, corallimorpharia, sponges) - Allelochemical activity (due to soft corals, corallimorpharia) Increase in abundance of alternative organims 1. Space opening up due to coral mortality leads to an increase in the abundance of alternative organisms CORAL STATE 3. Multiple ‘stable’ state (= Alternative ‘stable’ state) ALTERNATIVE STATE 49 From Norström et al., 2009. Mar. Ecol. Progr. Ser., 376 : 295-306. Redrawn Exemple de regime shift (driven model) : sardines et anchois (Japon) D’après Sugimoto et al., 2001. Progress in Oceanography, 49 : 113-127 50 Example of regime shift (driven model): PDO in the Gulf of Alaska Negative state of the PDO: Capelin Pink shrimp Flounder Pacific Cod Jellyfish + + - Positive state of the PDO + + + SLP: sea level pressure From Litzow, 2006. ICES J. Mar. Sci., 63 : 1386-1396 The 1976 regime shift: from negative to positive PDO. The 1998-1999 regime shift (PDO+) 51 Regime shift du recrutement de téléostéens dans le Pacifique Hareng Saumon D'après Rodionov et Overland, 2005. ICES J. mar. Sci., 62 : 328-332 Morue 52 Exemple de regime shift (driven model) : les Hemimysis (Crustacés) dans la grotte de Jarre (Marseille) : D'après Chevaldonné et Lejeusne, 2003. Lettre pigb-pmrc France, 15 : 56-59 53 Regime shift des Hemimysis de la grotte de Jarre : La sensibilité à la température explique le remplacement, pas la soudaineté du basculement D'après Chevaldonné et Lejeusne, 2003. Lettre pigb-pmrc France, 15 : 56-59 54 Regime shift des Hemimysis de la grotte de Jarre Cause : le stationnement d'eau chaude en profondeur (ici 24 m, golfe de Marseille) a été exceptionnellement long Pas de retour en arrière après 1999 D'après Perez et al., 2000. C.R. Acad. Sci., Life Sci., 323 : 853-865 55 Bloom hiverno-printanier du plancton unicellulaire (UPOs) dans la baie de Calvi (Corse) Passage mode "tempéré" (pics très marqués) à mode "tropical" (pics absents ou peu marqués) Causes ? Carence en nitrates et/ou Si diminution brassage eau en hiver diminution vent SST : + 1°C Conséquences : diminution chl a (80%) et biomasse UPOs (1 ordre) à -1m 2005 : retour à 1978 (Goffart, com. verb.) D'après Goffart et al., 2002. Mar. Ecol. Progr. Ser., 236 : 45-60. 56 Regime shift (driven model): zooplankton (copepods) in the Gulf of Trieste (northern Adriatic) Sea surface temperature (SST) : two periods : 1970-1987 and 1988-2005 Winter Shift Shift The cumulative sums technique to detect changes (shift) (see the paper for more details) Spring Summer Fall From Conversi et al., 2009. Journal of Geophysical Research, 114 (C03S90) : 1-10. 57 Regime shift (driven model): zooplankton (copepods) in the Gulf of Trieste (northern Adriatic) Diaixis pygmaea Copepods Clausocalanus spp. Oncaea spp. Oithona spp. Pseudocalanus elongatus : changement du pic saisonnier From Conversi et al., 2009. Journal of Geophysical Research, 114 (C03S90) : 1-10. 58 Exemple de regime shift (driven model) dans un écosystème pélagique bottom-up D'après Cury et Shannon, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 223-243 59 Exemple de régime shift (disturbance model) dans un écosystème pélagique soumis à la surpêche ( top down) D'après Cury et Shannon, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 223-243 60 Exemple de régime shift (disturbance model ?) dans un écosystème pélagique wasp-waist (dans zone d'upwelling) D'après Cury et Shannon, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 223-243 61 Log (x+1) des CPUE (kg/km de chalutage) Crevettes et petits pélagiques Morue Gadus macrocephalus Regime shift : PDO froide chaude Effet du regime shift sur les contrôles Baie de Pavlov (Alaska) Crevettes : Log (x+1) des captures (en t) Pandalus borealis P. goniurus P. hypsinotus Pandalopsis dispar Crevettes Petits pélagiques : Morue Gadus macrocephalus Capelan Mallotus villosus D’après Litzow et Ciannelli, 2007. Ecology Letters, 10 : 1124-1134. Années 62 Effet du regime shift sur les contrôles Corrélation morue-proies (r) Contrôle vs climat Contrôle vs communauté Chiffres = années Indice de température (score CP axe 1) Regime shift : 1976-1977 Au moment de la transition : - Bottom-up top-down - A la fois crevettes, capélans et contrôle par morues Chiffres = années Plus de crevettes et de capélans Indice de communauté (score NMDS axe 1) Plus de poissons de fond (morues) D’après Litzow et Ciannelli, 2007. Ecology Letters, 10 : 1124-1134. 63 1. Introduction 2. Causes des fluctuations naturelles pluriannuelles 2.1. Les fluctuations naturelles pluriannuelles 2.2. La dynamique des population 2.3. Systèmes prédateur-proie et hôte-parasite 2.4. Les forçages climatiques 3. Qu'est-ce qu'une perturbation ? 4. Différents types de perturbations naturelles 5. Rôle des perturbations 5.1. Maintien et contrôle de la biodiversité 5.2. Augmentation ou diminution de la résilience 6. Mécanismes de réaction et correction des perturbations et stress 6.1. La réaction aux perturbations et aux stress 6.2. Le regime shift 6.3. Les mécanismes de retour à l'état moyen 65 antérieur 66 (1) Changement de sexe chez les espèces protandriques ou protogynes : il peut être avancé ou retardé en fonction de la densité des vieux individus de l'autre sexe (densité des mâles dans le cas du mérou Epinephelus marginatus (2) La croissance stationnaire. Chez l'oursin Strongylocentrotus droebachiensis, la croissance des juvéniles est bloquée à 8-11 cm de diamètre en cas d'abondance des adultes. Elle reprend s'ils disparaissent D’après Himmelman, 1986. Mar. Ecol. Progr. Ser., 33 : 295-306. Le mérou brun Epinephelus marginatus 67 (3) En Australie, après un épisode de mortalité massif de l'oursin Centrostephanus rodgersii, la croissance des recrues (35 cm/a) a été plus rapide que dans les sites de référence (Andrew, 1991) (4) La photophilie des diaspores des MPO-clé. Exemples : Macrocystis pyrifera, Pterygophora californica, Cystoseira spinosa, C. barbata (Ballesteros et al., 1998 ; Rollino et al., 2001) et arbres ! Logique ! Si les diaspores étaient sciaphiles, elles se développeraient bien lorsque les vieux adultes sont présents, et mal quand une perturbation les a éliminés et a libéré la place 68 (5) L'hétérogénéité des populations La diversité génétique d'une espèce, entretenue par la variabilité du milieu, permet de disposer d'un éventail de génoypes, dont le "bon génotype" qui saura reconstituer la population Exemple. Le Chromobionte (Phaeophycée) Ectocarpus siliculosus présente une grande variabilité génétique, avec en particulier des souches résistantes au cuivre. Lors d'une pollution, la plus grande partie de la population (cuivre-sensible) est éliminée, puis se reconstitue à partir des souches cuivre-résistantes Exemple. Le Polychète Limnodrilus hoffmeisteri tolère dans la baie de Foundry (USA) de fortes teneurs en cadmium. Des individus de zones non polluées y meurent rapidement. La résistance au cadmium aurait été acquise en moins de 30 ans D’après Levinton, 1997. Pour la Science: 48-55. Un cluster de Limnodrilus hoffmeisteri 69 Nombre de faisceaux/m² Dans une prairie à Zostera marina (Plantae), après une perturbation (broutage par les oies), recolonisation d'autant plus rapide que le nombre de génotypes est élevé Hughes et Stachowicz, 2004. Proc. natl. Acad. Sci., 101 (24) : 8998-9002 Episode de broutage Inversement, au Chili, faible diversité génétique de Lessonia nigrescens (Straménopiles) recolonisation très lente après l'El Niño de 1982-83 : 60/600 km en 20 ans Mártinez et al., 2003 J. Phycol., 39 : 504-508 70 (6) La diversité spécifique, structurale et fonctionnelle La diversité spécifique, au sein d'une guilde, permet de remplacer l'espèce défaillante par une espèce fonctionnellement à peu près équivalente Le switching permet de corriger la rigidité des relations densité-dépendantes. Exemple : dans l'herbier à Posidonia oceanica, les oursins Psammechinus microtuberculatus et Sphaerechinus granularis, normalement détritivores, consomment les feuilles vivantes en cas de rareté des détritus () Zupi et Fresi, 1984. International Workshop on Posidonia oceanica beds, Boudouresque C.F., Jeudy de Grissac A., Olivier J. édit., GIS Posidonie publ., 1 : 373-379 Psammechinus microtuberculatus 71 La diversité des guildes permet de remplacer une guilde par une autre 5 semaines Masse sèche (g/0.1 m²) 10 8 Exclusion Contrôle 6 4 *** 15 semaines Exclusion ConTrôle Exclusion Contrôle Exclusion Contrôle Amphipodes 0.21 ± 0.01 0.24 ±0.02 0.22 ±0.02 0.24 ±0.01 0.14 ±0.01 0.05* ±0.01 Gastropodes 4.91 ±0.06 3.60 ±0.87 6.00 ±0.34 6.50 ±0.21 9.26 ±2.60 2.02* ±0.60 *** Dictyota dichotoma (Chromobiontes) 10 semaines 2 5 10 15 Semaines depuis le début de l'expérience La guilde des invertébrés mésoherbivores a pris le relais de celles des macro-herbivores Des cages grillagées ont été placées sur un peuplement de MPOs infralittoraux de substrat dur pour exclure les macro-herbivores (téléostéens, échinodermes) : au bout de 15 semaines, il n’y a plus de différences significative entre exclusion et contrôle Sala et Boudouresque, 1997. J. exp. mar. Biol. Ecol., 212 : 25-44. 72 Rôle de la diversité au sein d’une guilde Dans les Caraïbes, la maladie de l'oursin Diadema antillarum a eu des conséquences énormes sur les coraux branchus Acropora (uniques en 500 000 ans ?) Pourquoi ? La surpêche a au préalable éliminé (fonctionnellement) la guilde des téléostéens herbivores (qui aurait dû occuper la niche écologique des Diadema) Jackson et al., 2001. Science, 293 : 629-638 73 1. Introduction 2. Causes des fluctuations naturelles pluriannuelles 3. Qu'est-ce qu'une perturbation ? 4. Différents types de perturbations naturelles 5. Rôle des perturbations 6. Mécanismes de réaction et correction des perturbations et stress 6.1. La réaction aux perturbations et aux stress 6.2. Le regime shift 6.3. Les mécanismes de retour à l'état moyen antérieur 6.4. Les processus de retour à l'état moyen antérieur ou à un état alternatif 74 Le retour à l'état moyen antérieur se fait par une succession secondaire (après une disturbance de type II) et par une succession primaire (disturbance de type III) Exemple : herbiers à Magnoliophytes marines en Australie Clarke et Kirkman, 1989. Biology of Seagrasses. A treatise on the biology of seagrasses with special reference to the Australian region. Larkum A.W.D., Mccomb A.J., Shepherd 75 S.A. édit., Elsevier publ., Amsterdam : 304-345 Successions déterministes et non-déterministes Successions déterministes : Habitat A Ecosystème A1 (pionnier) Habitat B Ecosystème B1 (pionnier) Habitat C Ecosystème C1 (pionnier) Ecosystème A2 (intermédiaire) Ecosystème A3 (intermédiaire) Ecosystème A4 (climax) Ecosystème B2 (intermédiaire) Ecosystème C2 (intermédiaire) Ecosystème B3 (climax) Ecosystème C3 (intermédiaire) Ecosystème C4 (intermédiaire) Ecosystème C5 (climax) Succession non-déterministe : Perturbation Habitat D Ecosystème D1 (pionnier) Ecosystème D3a (intermédiaire) Ecosystème D4a (climax) Ecosystème D3b (intermédiaire) Ecosystème D4b (climax) Ecosystème D2 (intermédiaire) (retour vers état moyen antérieur ou basculement vers état alternatif) 76 Successions non-déterministes : la force des ‘attracteurs’ peut être différente Perturbation Habitat D Habitat E Ecosystème D1 (pionnier) Ecosystème E1 (pionnier) Ecosystème D3a (intermédiaire) Ecosystème D4a (climax) Ecosystème D3b (intermédiaire) Ecosystème D4b (climax) Ecosystème E3a (intermédiaire) Ecosystème E4a (climax) Ecosystème E3b (intermédiaire) Ecosystème E4b (climax) Ecosystème D2 (intermédiaire) Ecosystème E2 (intermédiaire) La probabilité d’aller vers a ou b après une perturbation peut être différente La résilience de a et b peut être différente basculement dans un sens plus probable que dans l’autre 77 C'est une perturbation qui peut faire basculer un switch-climax (= MSS) d'un climax à l'autre : - Maladie d'une espèce-clé - Surpêche d'une espèce-clé - Evènement climatique exceptionnel (sècheresse), etc. Ecosystème A1 Ecosystème A3a Ecosystème A4a (climax) Ecosystème A3b Ecosystème A4b (climax) Ecosystème A2 La succession peut alors emprunter : - soit le même itinéraire - soit l'autre itinéraire 78 Deterministic Succession: Climax A From Knowlton, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 367-396. Boudouresque et al., 2005. Largescale disturbances (regime shifts) and recovery in aquatic ecosystems : challenges for management towar-ds sustainability. Velikova V., Chipev N. (eds.), UNESCO publ. : 85-101 Deterministic Succession: Climax B Environmental gradient Habitat A Deterministic Succession: Climax A Habitat A Habitat B Non deterministic succession Climax A Climax B The disturbance model Deterministic Succession: Climax B Habitat B Environmental gradient 79 Deterministic Succession: Climax A Non deterministic succession Climax A Climax B Habitat A The disturbance model Deterministic Succession: Climax B Habitat B Environmental gradient Anthropogenic or natural changes Deterministic Succession: Climax A Non deterministic succession Climax A Climax B Habitat A the size of the concerned area? Deterministic Succession: Climax B Habitat B Environmental gradient 80 The strength of the attractors Deterministic Succession: Climax A Non deterministic succession Climax A Climax B Habitat A Deterministic Succession: Climax A Habitat A Deterministic Succession: Climax B Habitat B Non deterministic succession Climax A Climax B D’après Knowlton, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 367-396 Environmental gradient Deterministic Succession: Climax B Habitat B Environmental gradient 81 A B The stength of the atractors The magnitude of the disturbance to be applied to shift (or not) from A to B or from B to A D’après Knowlton, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 367-396. Redessiné 82 The resilience of the alternative states D’après Knowlton, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 367-396. Redessiné A B A B The magnitude of the disturbance to be applied to shift (or not) from A to B 83 Barren ground à Strongylocentrotus droebachiensis (Echinodermes, Métazoaires) Exemple de MSS (switchclimax) en milieu marin : en Nouvelle Ecosse (Atlantique, Canada) Forêt à Laminaria longicruris (Chromobiontes, Straménopiles) 84 Succession non déterministe (= MSS) en milieu marin : en Nouvelle Ecosse (Atlantique, Canada) Forêt à Laminaria longicruris (Chromobiontes, Straménopiles) D’après Kelly et al., 2008. Mar. Ecol. Progr. Ser., 373 : 1-9 Barren ground à Strongylocentrotus droebachiensis (Echinodermes, Métazoaires) 85 L’exemple fondateur des systèmes MSS Perturbation Laminaria barren ground Laminaria barren ground Perturbation Téléostéen prédateur de crabes et de homards Corallinacées-oursins = proto-mutualisme ? Crabe Cancer irroratus Oursin Strongylocentrotus Homard Hommarus americanus Forêt à Laminaria longicruris Corallinacées (Rhodobiontes) encroûtantes Barren ground à Corallinacées et oursins 86 Strongylocentrotus droebachiensis. Québec 87 (photo Arthur Antonioli) Même chose en Méditerranée : deux climax sur substrat dur : forêt à Cystoseira brachycarpa Cabrera (Baléares) Photo Moreno 88 Barren ground (faciès de surpâturage) en Méditerranée : Arbacia et Paracentrotus Boudouresque et Verlaque, 2007. in: Edible sea urchins : biology and ecology, Second edition. Lawrence (ed.), Elsevier publ. : 243-285 Photo Enric Sala 89 Dutch continental shelf, North Sea Frequently resuspended sediment brittle star recruitment hampered Brittle star promote sediment stability Biological disturbance? (natural lack of recruitment) Intense trawl fishery episode? Environmental condition Ecosystem engineer: the brittle star Amphiura filiformis 1992: collapse of Amphiura to less than 10% of its original densities. Associated change of the entire macrobenthic fauna Ecosystem engineer: the burrowing mud shrimp Callianassa subterranea From Van Nes et al., 2007. Mar. Ecol. Prog. Ser., 330 : 39-47. Modified and redrawn 90 Dutch continental shelf, North Sea Regime shift Biomass: g/m² Amphiura filiformis Callianassa subterranea No significant change in water movement, food availability, temperature, etc. Water movement (m/s) From Van Nes et al., 2007. Mar. Ecol. Prog. Ser., 330 : 39-47. 91 Malgas Island (Afrique du Sud) : Marcus Island : MPOs et Jasus lalandii Prédateur de buccins, oursins, moules, etc. Predator-prey role reversal Petraitis et Dugeon, 2004. J. exp. mar. Biol. Ecol., 300 : 343-371. Gray et al., 2005. African J. mar. Sci., 27 (3) : 549-556 Moule Aulacomya ater, oursins Buccin Burnupena papyracea 1. Buccin mutualiste avec ascidie Alcyonidium nodosum défense chimique 2. Buccin prédateur langouste à forte densité 92 Eating your competitor Pelagic ecosystem Acartia tonsa Tigriopus brevicornis Unicellular plankton Control via grazing Competition with copepods Control via predation (eggs, copepodits, adults) Eating your competitor ! Turbulence enhances predation Benthic ecosystem From Jonsson et al., 2009. Mar. Ecol. Progr. Ser., 376 : 143-151 Mytilus edulis Comportement opportuniste : chaque espèce a de multiples proies, de multiples prédateurs et de multiples compétiteurs La prédation et le cannibalisme entre les espèces 1, 2 et 3, en fonction des classes de taille et d'âge Pelagos : MSS dus aux cultivationdepensation effects Cury et al., 2003. Responsible fisheries in the marine ecosystem, Sinclair, Valdimarsson édit., FAO publ. : 103-123. 94 Prédateur Mortalité Prédation Survie Juvéniles du prédateur Mortalité Walters et Kitchell, 2001. Can. J. Aquat. Sci., 58 : 39-50 Cultivation effect Proie Prédation Prédateur exploité Prédation Survie Juvéniles du prédateur + Compensatory effect Proie Prédation 95 Prédateur très surexploité Walters et Kitchell, 2001. Can. J. Aquat. Sci., 58 : 39-50 Prédation Survie Juvéniles du prédateur Depensatory (depensation) effect Proie Prédation Compensatory Depensatory Abondance prédateurs adultes Abondance proies Abondance prédateurs juvéniles Temps alimentation juvéniles Survie juvéniles 96 The hydra effect Population increasing of a predator, in response to a increase in its per capita mortality rate (After the mythological beast that grew two heads to replace each one that was removed) From Abrams, 2009. Ecology Letters, 12 (5) : 462-474. 97 Le hydra effect Couple prédateur-proie : la mortalité du prédateur peut accroitre sa population Courbe pointillée : immigration (I) des proies depuis l’extérieur, l = 0 a, b, c et d (courbe pleine) : différents paramètres de l’équation (y compris l = 0.0001, b et d) D’après Abrams, 2009. Ecology Letters, 12 (5) : 462-474. 98 1. Introduction 2. Causes des fluctuations naturelles pluriannuelles 3. Qu'est-ce qu'une perturbation ? 4. Différents types de perturbations naturelles 5. Rôle des perturbations 6. Mécanismes de réaction et correction des perturbations et stress 6.1. La réaction aux perturbations et aux stress 6.2. Le regime shift 6.3. Les mécanismes de retour à l'état moyen antérieur 6.4. Les processus de retour à l'état moyen antérieur ou à un état alternatif 6.5. La cinétique de retour à l'état moyen antérieur 99 Y a-t-il eu perturbation ou stress ? Sans doute non Pas de retour ! Rejet depuis 1978 d'eaux usées (500 000 t/a). Tyne (UK) abondance des individus métazoaires substrats meubles Rees et al., 2006. J. mar. Biol. Ass. U.K., 86 : 1-18. 1998 : arrêt des rejets DG = site de rejet Références Nord et Sud 100 Y a-t-il eu perturbation ou stress ? Sans doute non Pas de retour ! 1998 : arrêt des rejets Rees et al., 2006. J. mar. Biol. Ass. U.K., 86 : 1-18. Rejet depuis 1978 d'eaux usées. Tyne (UK) Nombre de taxa métazoaires substrats meubles DG = site de rejet Références Nord et Sud 101 Y a-t-il eu perturbation ou stress ? Sans doute non Pas de retour ! Rejet depuis 1978 d'eaux usées. Tyne (UK) Diversité de ShannonWiener métazoaires substrats meubles 1998 : arrêt des rejets Rees et al., 2006. J. mar. Biol. Ass. U.K., 86 : 1-18. DG = site de rejet Références Nord et Sud 102 Y a-t-il eu perturbation ou stress ? Rejet depuis 1978 d'eaux usées. Tyne (UK) Evenness (Indice de Pielou) métazoaires substrats meubles Effet ? Retour ? (en fait, surtout NAO) 1998 : arrêt des rejets Rees et al., 2006. J. mar. Biol. Ass. U.K., 86 : 1-18. DG = site de rejet Références Nord et Sud 103 La cinétique de retour à l'état moyen antérieur dépend : De la disponibilité des mécanismes analysés plus haut De l'intensité de la perturbation De la distance des sources de diaspores nécessaires à la recolonisation, de leur type (sexuées ou végétatives) et de leur mode de dissémination Très rapide : exemple, écosystème à Macrocystis pyrifera Densité de Macrocystis pyrifera dans 3 stations de San Diego (Californie, de 1983 à 1991 1988 197273 1977 198283 - 12 m - 15 m - 18 m Dayton et al., 1992. Ecol. Monogr., USA, 62 (3) : 421-445 104 Destruction de la communauté à MPOs (Caulerpa, Halimeda, Udotea, Penicillus, etc.) par un cyclone tropical, à Puerto Rico La recolonisation qualitative est complète après 6-12 mois Après le cyclone Allen (1980) Ballantine, 1984. Mar. Ecol. Progr. Ser., 20 : 75-83 Après le cyclone David (1979) 105 En Australie (New South Wales), après une crise de dessalure qui a détruit les populations de l'oursin Centrostephanus rodgersii La prolifération des Mollusques Patelloidea D'après Andrew, mufria et P. alticostata 1991. Australian J. Ecol., 16 : 353-362. s'est résorbée en moins d'un an Octobre 1986 : dessalure Sans doute l'incapacité des patelles à maintenir les barren grounds 106 En revanche, les effets sur les MPOs étaient toujours perceptibles deux ans après D'après Andrew, 1991. Australian J. Ecol., 16 : 353-362. Sargassum Corallinacées encroûtantes Ephémérophycées Ecklonia radiata 107 Les effets d'El Niño (ENSO) sur la structure démographique de Macrocystis pyrifera (Chromobiontes, Straménopiles) sont perceptibles 4-5 ans Tegner et al., 1997. Mar. Ecol. Progr. Ser., 146 : 117-134 En fait, la durée de vie d'une cohorte 108 A Marseille, la station d'épuration physico-chimique a été mise en service en 1987. Elle a réduit la pollution : - 15% pour l'azote total et les détergents - 40% pour le cuivre Bellan et al., 1999. Water Environment Research, 71 (4) : 483-493 - 45% pour les phosphates et la DBO (demande biologique en oxygène) - 50% pour la matière organique - 75% pour les hydrocarbures - 80% pour le plomb et les MES (matières en suspension) Diminution de l'abondance des polychètes (2 ans) : réduction des rejets de matière organique Augmentation du nombre d'espèces (x 3-4), de la Diversité de Shannon, de l'équitabilité, modification de la composition faunistique (dans une partie du secteur), valeurs proches des contrôles (3-8 ans) 109 Orage Orage cinquantenal, Urbinu, Corse : effet sur Paracentrotus lividus <6 ans D'après Fernandez et al., 2006. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 68 : 259-270. 110 Syringodium filiforme (Magnolio- Floride : un "mur" d'oursins Lytechinus phytes, Viridobiontes, Plantae) se déplace dans l'herbier à Syringodium 1996 Début 1997 Fin 1997 1998 1999 500 m Lytechinus variegatus (Echinodermes) 111 Depuis 3 ans Récemment brouté Sur le mur d'oursins Adjacent au mur Contrôle (à 5 km) 0 80 160 C/N dans sédiment (mol/mol) 0 20 40 60 Chl a sédiment (mg/m²)t Depuis 3 ans Récemment brouté Sur le mur d'oursins Adjacent au mur Contrôle (à 5 km) Après trois ans, l'impact continue à s'accentuer 0.0 0.8 1.6 Chl a dans l'eau (mg/L) 0 6 12 18 Biomasse des épibiontes (mg/g) Peterson et al., 2002. Oikos, 97 : 361-370 112 Acropora Dans les récifs coralliens à espèces branchues, stratèges r, relativement pauvres en espèces, le retour à l'état moyen antérieur après un cyclone se fait en 5-10 ans Porites furcata Dans les récifs coralliens à Porites, stratèges K, plus riches en espèces : 50-100 ans Pocillopora damicomis 113 Les herbiers de Zostera marina des îles Chausey Disparition complète en 1932 (‘wasting disease’) D’après Godet et al., 2008. Disease Aquatic Organisms, 79 : 249-255 En 2002 (70 ans après) : seulement 45% de recolonisation 114 Au large des Canaries, l'impact d'un courant de turbidité de 1 m d'épaisseur, par 4 000 m de fond, daté de 1 000 ans, sur la diversité spécifique des Nématodes ( réduction) est encore perceptible Taux de sédimentation : 1-10 mm/millénaire Taux de sédimentation : 72 mm/millénaire Au large du Venezuela, une coulée est datée de 2 000 ans. L'impact n'est plus visible D'après Lambshead et al., 2002. Mar. Ecol. Progr. Ser., 214 : 121-126 115 L'absence de retour : multiple "stable" states Abondance de l'oursin Diadema antillarum dans 11 stations à Panama, entre 1982 et 2003 (nombre moyen d'individus/m² D'après Lessios, 2005. Coral Reefs, 24 : 125-127 116 Barren ground à Strongylocentrotus droebachiensis (Echinodermes) Après la maladie qui a décimé les oursins Srongylocentrotus droebachiensis, au Newfoundland (Canada), entre 1980 et 1983 : La forêt à Laminaria longicruris était présente dès 1984 (switchclimax), avec une structure proche de celle de 1965-66 Novaczek et McLachlan, 1986. Botanica marina, 29 : 69-73 Forêt à Laminaria longicruris (Chromobiontes, 117 Straménopiles) D'une façon générale, il existe une relation inverse entre : - inertie et résilience d'une part - stabilité d’ajustement d'autre part Illustration : les successions - Les stades pionniers ont une inertie et résilience faibles, mais retournent vite à l'état moyen antérieur - Le climax a une grande inertie-résilience, mais retourne lentement à l'état moyen antérieur 118