Cascading Effects of the Loss ofApex Predatory Sharks from a

Coastal Ocean

CORNUBERT Ondine & VERRIER Nicolas M1 B.E.M.

Ransom A. Myers, Julia K. Baum, Travis D. Shepherd, Sean P. Powers, Charles H. Peterson

Carcharhinus carchariasCarcharhinus leucas Sphyrna zygaena

• Contexte géographique :

17 stations dans la zone côtière du cap Cod à la Floride.

Floride

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Floride

Cap Cod

• Contexte écologique :

Ecosystème contrôlé top-down

• Effondrement des populations de grands requins• Forte augmentation des populations de mésoprédateurs• Effondrement des populations de bivalves filtreurs

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Grandsrequins

Mésoprédateurs

D’après Ransom A. Myers et al. (2008)

Fig. 1. Variations de population au cours du temps d’espèces de différents niveaux trophiques.

Bivalves

• Contexte économique :

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

D’après : North Carolina Department of Environment and Natural Ressources – Division of Marine Fisheries (1972 à 2006)

• Accentuation de la pêcherie des requins (50% volontaire, 50% prise accidentelle) pour le marché chinois

• Effondrement de la pêcherie des bivalves, en particulier de l’espèce A. irradians

D’après Boudouresque C.F., 2008.

• Pourquoi la pêche a-t-elle tant d’impact sur les populations?

• Les néo-extinctions sont 10.000 fois plus rapides que les extinctions naturelles

• Pas de co-évolution entre la surpêche et les grands requins• La pêche contre-sélectionne un certain nombre de traits

Perte de la diversité génétique des populations

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

• But de l’article : Comment l’impact d’une pêcherie sur une guilde entière d’apex

prédateurs peut avoir des effets cascade dramatiques sur des communautés marines entières?

• Protocole expérimental : Méta-analyse

Journal de bord de pêcheurs

Système de barrière physique

Deux espèces : La Mourine américaine (Rhinoptera bonasus, Mitchill, 1815)

Coquille Saint Jacques (Argopecten irradians, Lamarck, 1819)

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Pour l’étude des grands requins

Pour l’étude des élasmobranches

Hypothèse : La diminution importante des populations de grands requins a induit l’affaiblissement du control top-down sur leurs proies élasmobranches Importante augmentation des populations d’élasmobranches

La diminution en abondance des grands requins a-t-elle induit l’augmentation des populations de mésoprédateurs?

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Comment la prédation des élasmobranches peut-elle influencer les populations de bivalves?

Peuvent consommer jusqu’à 84.000 tonnes métriques par an

Migration de Rhinoptera bonasus

• Ce que l’on veut vérifier : Que la disparition des populations d’A. irradians est bien due à une pression de prédation trop forte de la part des R. bonasus.

• Comment? Principe d’exclusion du prédateur grâce à des barrières

• Résultats : En l’absence de barrières, la migration de R. bonasus génère la mortalité presque totale des population de A. irradians et à l’intérieur des barrières les populations sont restées plus ou moins constantes.

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Bonasus rhinoptera

Argopecten irradians

Mortalité totale d’A. irradians

Mortalité à l’intérieur de la zone d’exclusion

• Problème : La migration des Mourines se fait avant la ponte des Coquilles Saint Jacques, et ne leur laisse pas le temps d’engendrer une nouvelle génération.

• " L’effet allee " : prévoit qu’au dessous d’un certain seuil la population n’est plus assez dense pour assurer sa pérennité car son succès reproducteur se trouve limité.

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Pour les Coquilles Saint Jacques, ce seuil est estimé à 1 à 2 ind. / m².

D’après Warner College of Natural Resources

Taux de mortalité

Taux de natalité

Qu’est ce que l’effet cascade?

Se définit par des effets réciproques proie-prédateur qui peuvent altérer

l’abondance, la biomasse ou la productivité de communautés ou de

niveaux trophiques à travers plus d’un lien dans le réseau trophique.

Cela implique des espèces clés avec une dominance top down, dont

l’élimination entraine des changements dans le système.

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Grand requin = Espèce clé : " Une espèce qui contrôle Top down le système et sa diversité spécifique " (Paine, 1969)

D’après ReefQuest Conservation

Pourcentage des populations historiques

Estes, 1998 : Première étude de

l’effet de la disparition d’un

prédateur dans un control top

down ; Killer Whale Predation

on Sea Otters Linking Oceanic

and Nearshore Ecosystems

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Déstructuration top-down par effet cascade :

Ecosystème contrôlé Top-down :

Elimination fonctionnelle des

apex prédateurs due à la pêche.

Augmentation des populations

de mésoprédateurs.

Augmentation de la pression de

prédation des Mésoprédateur sur les

bivalves.

Effondrement des populations

de A. irradians

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Déstructuration top down par effet cascade

1. Introduction 2. Matériel et méthodes 3. Effet Cascade 4. Conclusion

Temps

Etat 1

Etat 2

Surexploitation du top

prédateur

Disturbance type III ?

Changement du top prédateur ?

D’après Cury et Shannon, 2004. Progress in Oceanography, 60 : 223-243. (modifié)

Conclusion :

Régime shift ?

Multiple Stable State ?

Critiques :• Fluctuations naturelles des populations?

Plus une espèce est longévive, plus elle fluctue. Les fluctuations naturelles d’abondance dépendent de beaucoup de paramètres (recrutement, parasites, maladies, climat, cycles solaires, etc.)

• Effet de la NAO?

• Cycle prédateur-proie? parasite-hôte?

• Calcul de la connectance ? " stabilité "

• Toute la guilde des super-prédateurs a été éliminée (fonctionnellement) donc impossibilité à une espèce de prendre le relai d’une autre éliminée

Stabilité d’ajustement

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BIBLIOGRAPHIEBoudouresque C.F., (2008). Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins.

www.com.univmrs. fr/~boudouresque

Cury P., Shannon L., Regime shifts in upwelling ecosystems: observed changes and possible mechanisms in the northern and southern Benguela, (2004), Progress in Oceanography 60 223–243

Cury P., Shannon L., Shin Y-J., The functioning of marine ecosystème, Reykjavik Conference on Responsible Fisheries in the Marine Ecosystem, Reykjavik, Iceland, 1-4 October 2001

Devaraj M. S., Three tank model - A Top down or bottom up dominance analysis, Journal of theoritics

Estes J.A. et al. Killer Whale Predation on Sea Otters Linking Oceanic and Nearshore Ecosystems, (1998), Science 282

Jordi Bascompte, Carlos J. Melián, and Enric Sala, Interaction strength combinations and the overfishing of a marine food web, (2005) PNAS vol. 102 no. 15 5443–5447

Ransom A. Myers, et al. Sharks from a Coastal Ocean Cascading Effects of the Loss of Apex Predatory (2007) Science 315, 1846;

ReefQuest Conservation :

http://www.elasmo-research.org/conservation/collapse.htm

North Carolina Department of Environment and Natural Ressources - Division of Marine Fisheries :

http://www.ncfisheries.net/

Faculty of 1000 Biology:

http://www.f1000biology.com/home

The New York Times :

http://www.nytimes.com/2007/03/30/science/30sharks.html

The Why Files? :

http://whyfiles.org/shorties/229sharks_shellfish/

Science Friday:

http://www.sciencefriday.com/news/032807/news0328071.html

Warner College of Natural Resource

http://welcome.warnercnr.colostate.edu/~gwhite/pva/fslide45.htm

‘Not only is the science incomplete, but the [eco]system itself is a moving target, evolving because of the impact of management and the progressive expansion of the scale of human influences on the planet’

C.S. Holling, 1995

La méta-analyse

La méta-analyse est une démarche plus qu'une simple technique, qui a pour but de combiner les résultats de plusieurs essais pour en faire une synthèse reproductible et quantifiée.

Cette synthèse produit un gain de puissance statistique dans la recherche de l'effet d'un traitement, une précision optimale dans l'estimation de la taille de l'effet et permet en cas de résultats apparemment discordants d'obtenir une vue globale de la situation