Western Indian Ocean coral communities: bleaching

responses and susceptibility to extinction

T. R. McClanahan, M. Ateweberhan, N. A. J. Graham, S. K. Wilson

C. Ruiz Sebastián, M. Guillaume, J. H. Bruggemann

Introduction

• 1998 et 2005 → anomalies de température. Phénomène de blanchissement et mortalités.

• Augmentation de ces évènements dans le futur?

• Comprendre la réponse des coraux à ces évènements pour mieux les protéger.

Matériels et méthodes

• Sites d’études:– entre 3 et 15m de profondeur– couvrent 8 pays sur 35° de latitude et 52° de

longitude– 12 scientifiques pendant le pic de la saison

chaude 2005 (DHW)– études similaires, Kenya et Nord-est

Madagascar (1998) et île Maurice (2004)38000 colonies, 48 taxons et 91 sites

• DHW ( Degree Heating Weeks) donné par JCOMM (commission d’océanographie et de météorologie marine): variation de température de plus d’ 1°c au dessus des moyennes du mois le plus chaud. Degree Heating Weeks (DHW)

dans l’Ouest de l’Océan Indien en Avril 1998magenta: maximum DHW.

AFRIQUE

MADAGASCAR

• Echantillonnage et calcul de la réponse au blanchissement: – sélection au hasard des zones d’études

– surface de 2m de diamètre

– identification, comptage et classement des colonies dans 1 des 7 catégories, selon intensité du blanchissement

– chaque échantillonnage est réalisé plusieurs fois par sites

– en moyenne 380 colonies par sites

• Réponse au blanchissement:BR=(0c1+1c2+2c3+3c4+4c5+5c6+6c7)/6

• BR selon le site (formule)

• BR selon le taxon (moyenne des BR de tous les sites où l’on trouve le taxon)

• Susceptibilité au blanchissement selon le site:(moyenne des BR selon le taxon ) x ( abondance relative du taxon) x 100

• Susceptibilité relative d’extinction d’un taxon:

•Normalisation avec les valeurs extrêmes,

BRmax=Alveopora NRmax=Acropora

NCmax=Acropora

• Analyses de données:– Méthodes statistiques:

Ward’s hierarchical cluster analysis: parentés de structure des communautés parmi les récifs

Correspondence analysis:distingue le taxon qui contribue le plus à la classification

Diversité, abondance relative, BR moyennes et susceptibilité testés par ANOVA et HSD (Honestly Significant Differences)

Méthode de raréfaction: échantillonnage non uniforme,estimation de la diversité.

Autres indices de diversité calculés pour

comparaison: Hill’s numbers, Shannon-Wiener

et evenness

Résultats

•Genre Acropora : le plus abondant.

•1er groupe :

Afrique du Sud et Mozambique → taxons

sensibles → Acropora.

•2ème groupe :

Abondance Stylophora élevée.

•3ème groupe :

Modérément sensible ex : Porites massif.

Porites massif : Formation corallienne en forme de patate

• 4ème groupe : Récifs peu profonds à la Réunion. • 5ème groupe : Sites peu profonds des Seychelles et aires marines protégées du Kenya

• 6ème groupe : Dominance d’Acropora et Porites massif.

Présence de taxons sous-dominants.

• 7ème groupe : Récifs soumis à une forte pression de pêche.

Dominance de Porites.

• 8ème groupe :

Sud du Kenya et Tanzanie

Abondance élevée en taxons sous-dominants. Ex: Synarea, Fungia.

→ Relation négative entre abondance d’Acropora

et de Porites massif et positive entre Acropora et

Montipora.

Nombre de sites augmente de façon logarithmique en fonction du nombre d’individus.

Réponse des coraux au blanchissement associée à la fréquence des taxons.

• Combinaison rareté ‘’relative – réponse au blanchissement élevée’’

→ risque d’extinction très élevé.

• Risque d’extinction basé sur l’abondance ,la rareté et la réponse au blanchissement.

• Interaction de la température sur l’abondance relative des coraux :

→ Abondance d’Acropora

et Montipora baisse.

→ Abondance de Porites

massif augmente.

Discussion

• Ces études ont permis de comprendre la réponse des coraux et les conséquences suite aux évènements de 1998 (surtout dans le Nord) et de 2005 (surtout dans le Sud)

• Communautés les + touchées : groupe 3 et 5 (Kenya et Maldives)

→ blanchissement et taux de mortalité élevés.

• Porites massif et Pavona → résistance modérée.

• Pocillopora et Pavona → meilleur recrutement après un blanchissement.

• Sud du Kenya : mortalité plus faible et dominance d’Acropora.

• Afrique du sud et Mozambique : taxons sous-dominants en nombre.

• Tanzanie aux îles Maurice : coraux typiques de

la région.

→Dominance de taxons sensibles (Acropora).

• Grande couverture d’Acropora et Montipora.

→blanchissement et mortalité faible.

• Groupe 7 : récifs surpêchés Kenya.

→Dominance Porites branchu.

Paradoxe → sensible aux anomalies de T° et à

la prédation par les téléostéens.

• Faible rétablissement après 1998 au Kenya.

Réponse inhabituelle de ce taxon → point à éclaircir.

• Données d’abondance relatives basées seulement sur le nombre de colonies.

• Etudes de la couverture corallienne:

- Au Kenya et aux Maldives → en augmentation depuis 1998.

- Moins de recouvrement aux Seychelles.

• Conséquences : - Changement de composition taxonomique.- Perte de couverture corallienne.

• Malgré tout, maintient d’un nombre élevé de taxons aux Maldives.

• Etudes antérieures

→ récifs des Maldives et Seychelles = centre de biodiversité de l’océan Indien.

Centre des Maldives zone la + pauvre taxonomiquement par rapport au niveau de richesse observé au contraire des récifs des îles granitiques.

• Pas de données concernant les Seychelles avant 1998

→ quantification des changements difficiles.

• Nombre de taxons Seychelles < Nombre de taxons Maldives

et recouvrement plus faible → pertes de taxons pendant les évènements de 1998 et 2005.

Discussion

• Réponses aux anomalies :– Blanchissement et mort (taxons communs)– Blanchissement et survie peu d’impacts

(Astreopora, Favia, Favites…)– Pas de blanchissement mais mort

(Cyphastrea et Millepora)

Chez Millepora la réponse au blanchissement change selon les régions

• Taxons les plus rencontrés ont une susceptibilité au blanchissement élevée mais ont moins de risque d’extinction

• Plerogyra et Pysogyra, nombreux polypes résistance à la turbidité et au manque de lumière mais ne favorise pas l’acclimatation aux anomalies

• Plerogyra très exporté augmente le risque d’extinction

• Populations de petites tailles, faible dispersion et faible croissance vulnérable

• Les événements passés ont modifiés la structure des communautés les espèces les plus résistantes ont remplacé les anciens taxons dominants

• Problème de sous échantillonnage des taxons rares plus d’efforts

Conclusion

• Les réponses au blanchissement varient selon le genre et le site

• Certains coraux moins sensibles à ces anomalies seront avantagés

• Modification de la structure des communautés

• Extinction difficile à prévoir dépend de plusieurs hypothèses

• Depuis les années 80 ces blanchissements sont de plus en plus communs, en 2030 ils pourraient même être annuels

Webographie

• http://cc.oulu.fi/~jarioksa/opetus/metodi/sitedesc.pdf

• http://www.coralcoe.org.au/news_stories/climatechange.html

• http://www.sere.ucar.edu/LAR/2007/goal1_priority2.html

• http://www.cons-dev.org/elearning/stat/St1.html

Méthode de raréfaction

• Le nombre d’espèces dans une communauté est une des mesures les plus communes de la diversité.  Cette mesure est affectée par la taille de l’échantillon. Cette méthode corrige ce biais.

ANOVA

• Permet de savoir si les différences entre deux groupes sont significatives.