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The Mediterranean Sea as a ‘cul-de-sac’ for endemic fishes facing climate change
Ben Rais Lasram F. , Guilhaumon F. , Albouy C. , Somot S. , Thuillers W. , Mouillot D.
2010
Le réchauffement global en Méditerranée : cul-de-sac pour les espèces endémiques
BAY Emily, GADREAUD Justine, LE MEITOUR Cédrine
I. Introduction1. La publication2. Impact du réchauffement climatique sur la biodiversité3. But de la publication
II. Méthodes et Résultats1. Liste d’espèces 2. Composants du modèle3. Calibration et projection du modèle4. Interprétation du modèle5. Vulnérabilité6. Turnover des espèces
III. DiscussionIV. Critiques
1. Critiques par les auteurs2. Notre point de vue
Plan
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
1. La publication
Thème : Le réchauffement de la Méditerranée
Titre : La Méditerranée, cul-de-sac pour les espèces endémiques lors du réchauffement climatique.
Auteurs : BEN RAIS LASRAM F. , GUILHAUMON F. , ALBOUY C. , SOMOT S. , THUILLERS W. , MOUILLOT D..
Année de publication : 2010
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
2. Impact du réchauffement climatique sur la biodiversité
Remaniement des répartitions des différentes espèces vers les pôles ou les plus hautes latitudes
Taux d’extinction globale élevé
Extension des populations locales et expansion des espèces thermo-tolérantes
Modification de la structure des communautés
Adaptation in situ
Développement d’épizootie
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Non évoqués par les auteurs
L’impact du réchauffement est plus important si :
- La zone est fermée,- La zone est fragmentée- Les espèces sont spécialisées
3. But de la publication
Définir la distribution future des niches climatiques pour les différents téléostéens endémiques de Méditerranée en fonction du réchauffement, de la fragmentation de l’habitat et la spécialisation des populations afin de pouvoir anticiper les conséquences biologiques potentielles du réchauffement
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
1. Liste d’espèces
75 espèces vivant à 200m des côtes maximum, tirées depuis l’ Atlas des Poissons de l’Atlantique Nord et de la Méditerranée.
Classées suivant :- Habitat : généraliste (= pélagique)
spécialiste (= démersal et benthique)
- Régime : généraliste (= planctonophage)
spécialiste (= carnivore)
2. Composants du modèle
La température
Relation entre répartition de chaque espèce et température de
surface : à l’époque de la rédaction de l’Atlas,
Le climat
Modèle de prédiction OPAMED8, avec injection du scénario A2
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Evolution de la température de surface au cours du temps:
- Réchauffement accentué au sud,
- Zones les plus froides au nord.
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié
2041 - 2060
2070 - 2099
Années 1980
3. Calibration et projection du modèle
Prédiction des nouveaux habitats potentiels:
7 représentations HSMs tirées du package BIOMOD injectées dans .
= Probabilité de retrouver un individu d’une espèce en fonction de sa présence potentielle à une température de surface donnée.
Evaluation de la pertinence des 7 techniques HSMs:
- Aucune plus pertinente- Choix de la Méthode du Consensus de la Moyenne pondérée
Weighted Average Consensus : prend en compte la pertinence de chacune des méthodes.
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
4. Interprétation du modèle
Prédiction de l’évolution des habitats thermiques potentiels
Suivant les 2 autres tranches d’années que prend en compte l’estimation des températures de surface :- 2041-2060,- 2070-2099. Dispersion non prise en compte
Calcul des nouvelles positions géographiques possibles
Habitat potentiel – Habitat réellement occupé
Evaluation de la fragmentation des habitats actuels
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Espèces à habitat généraliste avec régime spécialisteFin 21ème : 25 espèces et 50 espèces 4 cas :
Augmentation de l’habitat (Solea aegyptiaca)
Augmentation puis diminution (Lipophrys nigriceps)
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Présence Absence Eaux non-côtières Terre
Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié
2041 - 2060 2070 - 2099Aujourd’hui
Aujourd’hui 2041 - 2060 2070 - 2099
Diminution importante de l’habitat (Arnoglossus kessleri)
Extinction (Gobbius geniporus)
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Présence Absence Eaux non-côtières Terre
Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié
Aujourd’hui
Aujourd’hui
2041 - 2060
2041 - 2060
2070 - 2099
2070 - 2099
5. Vulnérabilité
Vulnérabilité des espèces
Classement en fonction de la réduction de l’habitat:- Extinction (100% de réduction)- Etat critique (entre 80 et 100% de réduction)- En danger (entre 50 et 80% de réduction)- Vulnérable (entre 30 et 50% de réduction) - Non concerné (moins de 30% de réduction)
Vulnérabilité des assemblages
- Calcul en fonction de la moyenne des taux de menace sur chacune des espèces
- Intégration dans un niveau d’assemblage biologique
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Augmentation de menace générale SAUF habitat généraliste et régime spécialiste
Liste rouge: Actuellement :5 espèces2041-2060: 31 espèces2070-2099: 45 espèces
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié
Indice de menace
Temps
6. Turnover des espèces
Facteurs de dégradation des écosystèmes
- Changement de composition en espèces - Changement de structure - Perturbation des processus écologiques
Quantification du niveau de dégradation des assemblages endémiques
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Au cours du 21ème siècle, turnover attendu: 100% pour les espèces étudiées pour bassin levantin et sud du bassin oriental
Fin de ce siècle: modification de 25% des assemblages des espèces endémiques de la Méditerranée
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Ben Rais Lasram et al. 2010
2041 - 2060
2070 - 2099
Espèces endémiques de Méditerranée extrêmement menacées.
Meilleure taux de « survie » pour espèces thermophiles.
A partir du milieu du 21ème siècle,
aires froides = sanctuaires
Fin de ce siècle,
aires froides = cul-de-sac
Phénomène déjà observé en milieu terrestre:
Montagnes: refuge piège
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
1. Par les auteurs
Modèle conservateur
Aspects biotiques (compétition) et abiotiques (acidification) peu pris en compte
Potentiel de niche non fiable (migration, dispersion)
Changements naturels et anthropiques imprévisibles (surpêche, climat, adaptation, distribution)
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
2. Notre point de vue
Déplacement de la niche écologique
Modèle de prévision A2
Non prise en compte des facteurs génétiques
Changement des structures de métapopulations
Maladies dues au réchauffement
Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques
Sources et BibliographieContact avec le premier auteur : Frida Ben Rais Lasram
Les publications:• Attrill MJ, Power M (2002) Climatic influence on a marine fish assemblage. Nature, 417,275–278.• Blanchard JL, Dulvy NK, Jennings S, Ellis JR, Pinnegar JK, Tidd A, Kell LT (2005) Doclimate and fishing influence size-based indicators of Celtic Sea fish communitystructure? Ices Journal of Marine Science, 62, 405–411.• Cheung WL, Lam VWY, Sarmiento JL, Kearney K, Watson R, Pauly D (2009) Projecting global marine biodiversity impacts under climate change scenarios. Fish and Fisheries, 10, 235–251. • Diaz Almela E, Marba N, Duarte C (2007) Consequences of Mediterranean warming events in seagrass (Posidonia oceanica) flowering records. Global Change Biology, 13, 224–235.• Pozdnyakov DV, Johannessen OM, Korosov AA, Pettersson LH, Grassl H, Miles MW (2007) Satellite evidence of ecosystem changes in the White Sea: a semi-enclosed arctic marginal shelf sea. Geophysical Research Letters, 34, L08604, doi:08610.01029/ 02006GL028947.• Parmesan C (2006) Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics, 37, 637–669.
Les Cours:• Aurelle D., 2011. Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. Fluctuations et génétique des populations. www.com.univmrs.fr/~boudouresque• Perez T., 2010. Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. Conséquences biologiques du réchauffement global.www.com.univmrs.fr/~boudouresque• Thouveny .N, 2011. Environnement global et société. Le réchauffement climatique
Merci de votre attention
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Liste des espècesAcipenser naccarii Bonaparte, 1836
Acipenser stellatus Pallas, 1771
Aphanius fasciatus Valenciennes, 1821
Aphanius iberus Valenciennes, 1846
Arnoglossus kessleri Schmidt, 1915
Bathypterois mediterraneus Vaillant, 1888
Buenia affinis Iljin, 1930
Chromogobius quadrivittatus Steindachner, 1863
Chromogobius zebratus Kolombatovic, 1891
Corcyrogobius liechtensteini Kolombatovic, 1891
Cyclothone pygmaea Jespersen & Taning, 1926
Dasyatis tortonesei Capapé, 1975
Didogobius bentuvii Miller, 1966
Didogobius schlieweni Miller, 1993
Didogobius splechtnai Ahnelt & Patzner, 1995
Diplodus sargus Linnaeus, 1758
Eutrigla gurnardus Linnaeus, 1758
Gammogobius steinitzi Bath, 1971
Gobius ater Bellotti, 1888
Gobius fallax Sarato, 1889
Gobius geniporus Valenciennes, 1837
Gobius vittatus Vinciguerra, 1883
Gobius xanthophalus Heymer & Zander, 1992
Gouania wildenowi Risso, 1810
Gymnammodytes cicerelus Rafinesque, 1810
Huso huso Linnaeus, 1758
Knipowitschia panizzae Verga, 1841
Lepadogaster lepadogaster Bonnaterre, 1788
Lepidion lepidion Risso, 1810
Lesueurigobius suerii Risso, 1810
Lipophrys adriaticus Steindachner & Kolombatovic, 1883
Lipophrys basiliscus Valenciennes, 1836
Lipophrys nigriceps Vinciguerra, 1883
Microichthys coccoi Rüppell, 1852
Millerigobius macrocephalus Kolombatovic, 1891
Notoscopelus elongatus Costa, 1844
Odondebuenia balearica Pellegrin & Fage, 1907
Oligopus ater Risso, 1810
Opeatogenys gracilis Canestrini, 1864
Ophichthus rufus Rafinesque, 1810
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Liste des espèces
Ophidion rochei Müller, 1845
Panturichthys fowleri Ben Tuvia, 1953
Parablennius zvonimiri Kolombatovic, 1892
Paralepis coregonoides Risso, 1820
Paralepis speciosa Bellotti, 1878
Paraliparis leptochirus Tortonese, 1959
Paraliparis murieli Matallanas, 1984
Parophidion vassali Risso, 1810
Platichthys luscus Linnaeus, 1758
Pomatoschistus bathi Miller, 1982
Pomatoschistus canestrinii Ninni, 1883
Pomatoschistus knerii Steindachner, 1861
Pomatoschistus pictus Malm, 1865
Pomatoschistus quagga Heckel, 1837
Pomatoschistus tortonesei Miller, 1969
Psetta maxima Linnaeus, 1758
Pseudaphya ferreri De Buen & Fage, 1908
Raja melitensis Clark, 1926
Raja polystigma Regan, 1923
Raja rondeleti Bougis, 1959
Scorpaenodes arenai Torchio, 1962
Solea aegyptiaca Chabanaud, 1927
Speleogobius trigloides Zander & Jelinek, 1976
Sphyraena viridensis Cuvier, 1829
Symphodus cinereus Bonnaterre, 1788
Symphodus doderleini Jordan, 1890
Symphodus melanocercus Risso, 1810
Syngnathus taenionotus Canestrini, 1871
Syngnathus tenuirostris Rathke, 1837
Thorogobius macrolepis Kolombatovic, 1891
Tripterygion delaisi Cadenat & Blache, 1970
Tripterygion melanurus Guichenot, 1850
Tripterygion tripteronotus Risso, 1810
Trisopterus luscus Linnaeus, 1758
Zosterisessor ophiocephalus Pallas, 1814
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Habitat Suitability Models HSMs
Generalized Linear ModelsGeneralized Additive ModelsClassification Tree AnalysisRandom ForestBoosted Regression TreesMixture Discriminant AnalysisSurface Range Envelope
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Formule probabilité
W = probabilité d’occurrence accordée à chaque modèle, basée sur les valeurs de température de surfacei = cellule donnée (endroit)j = modèle donné mij =probabilité projetée d’occurrence.
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Formule Turnover
TO : pourcentage de turnoverP : nombre d’espèces perdues par celluleG : nombre d’espèces gagnées par celluleSR : Richesse spécifique actuelle par cellule
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IUCN
Union Internationale pour la Conservation de la Nature
« La Liste rouge de l’UICN constitue l’inventaire mondial le plus complet de l’état de conservation global des espèces végétales et animales. Elle s’appuie sur une série de critères précis pour évaluer le risque d’extinction de milliers d’espèces et de sous-espèces. Ces critères s’appliquent à toutes les espèces et à toutes les parties du monde. » http://www.uicn.fr/
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Scénario A2
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Statut IUCN Actuellement 2041-2060 2070-2099
Eteinte 0 6 14
État critique 1 7 12
En danger 3 11 16
Vulnérable 1 7 3
Non concernée 70 44 30
Augmentation considérable des espèces sur la liste rouge de l’IUCN
Evolution des entrées sur la liste rouge
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Carte des différents bassins méditerranéens