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Changes in productivity associated with four introduced species: ecosystem transformation of a « pristine » estuary Ruesink et al., 2006.

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1 Changes in productivity associated with four introduced species: ecosystem transformation of a « pristine » estuary Ruesink et al., 2006

2 Lintroduction de certaines espèces induit laugmentation de la diversité spécifique de lestuaire de Willapa Bay, Washington, USA. Hypothèse

3 Production primaire de deux espèces introduites Zostera japonica et Spartina alterniflora et de lespèce native Zostera marina. Production secondaire de deux espèces introduites Ruditapes philippinarum et Crassostrea gigas et de lespèce native Ostreola conchaphila. Fonctionnement de lécosystème au niveau de lhabitat, de la biomasse détritique et de la filtration. Trois niveaux détude:

4 MESO INFRA Avant 1900: Début XXè s.: Surexploitation dO.conch. ~1890: Crassostrea Virginica (vecteur n°1) et Sp.alt. 1928: C.gigas (vecteur n°2) 1957? Z.jap. 1936: R.philip. Spartina alterniflora Ruditapes philippinarum Z. japonica Crassostrea gigas Zostera marina Ostreola conchaphila MESO INFRA SUPRA Après 2000: Historique SUPRA Ostreola conchaphila Zostera marina

5 Production primaire : Estimation de laire occupée : images par satellite ou photographies aériennes. Densité des pousses : mesures sur le terrain. Taux de croissance journalier à différentes périodes de lannée et à différents sites : mesure de la croissance des feuilles ou de la biomasse à la surface du sol (pour lespèce native). Production secondaire : Rendement de récolte : en poids de tissue sec. Matériels et méthodes :

6 Résultats pour la production primaire (PP) : sp. Aire occupée (ha) Aire occupée (%) PP/aire occupée (g de poids sec/m2/an) Années de mesure PP/an (kg de poids sec/an) de la PP (%) AirePP Z.m ,61, , Z.j. (1957) ,70, , S.a. (1890) ,61, , Bilan Augmentation > 50% Aire total de la baie : ha

7 Résultats pour la production secondaire (PS) : Espèce Aire de culture intensive/ aire total (%) Aire de répartition PS/ aire occupée (g de poids sec/m2/an) Années de mesure PS/an (kg de poids sec/an) O.c. 10 Infra- littoral 1, , C.g. (1928) Méso- littoral 0, , R.p. (1936) 1, , Bilan Augmentation ~ 250%

8 Sans introduction : Les bivalves sont répartis au niveau de linfralittoral et 39% de la baie nest pas structuré (pas de végétation). Avec introduction : Les bivalves introduits sont répartis au niveau du mésolittoral ce qui provoque une restructuration de la baie. Habitat : Fonctionnement de lécosystème : Détritus : Augmentation de la biomasse détritique > 50%. Effets denterrement de plantes aquatiques.

9 Filtration : Espèce Taux de filtration (L/jr) Pourcentage par rapport au volume total de la baie (7, L) Indigène6, *0,8 % Introduites> 9, ,3 % * Avant exploitation Remarque : La différence des taux de filtration est inférieure à la différence en rendement car les petites huîtres (O.conchapila) ont un taux de filtration supérieur par rapport aux grandes huîtres (C.gigas).

10 Discussion : Une des rares études faite au niveau dun écosystème et à une échelle spatio-temporelle importante. Les espèces introduites sont des ingénieurs de lécosystème : accumulation des sédiments par S. alterniflora et production de substrat dur par les huîtres. Ces espèces occupent des nouvelles zones par rapport aux espèces natives donc jouent des nouveaux rôles dans lécosystème. On nobserve aucune élimination despèces mais plutôt une restructuration (Corder et al., 1998). Les introductions semblent augmenter la production

11 On observe une augmentation de la population de téléostéens et de macroalgues comme Ulva spp. et Enteromorpha spp. dans laire occupée par C.gigas. La population du crabe Cancer magister (à intérêt économique également) est favorisée par les forages des lits mésolittoraux. Cependant, lexpansion de S. alterniflora semblerait diminuer cette population (Holsman et al., 2003). Le développement des mollusques introduits se réalise au détriment de la population de crevettes ce qui semble provoquer un changement au niveau de la porosité des sédiments, de la bioturbation, et des processus biogéochimiques (Webb et Eyre, 2004). Le mollusque Batillaria attramentaria, transporté dans les eaux de la Californie avec lhuître C.gigas, a provoqué la disparition lente (> 50 ans) de léquivalent écologique Cerithidea californica (Byers, 1999). Restructuration de lécosystème

12 Des biais au niveau de léchantillonnage. Il pourrait sagir dun problème de « time lag ». Le nombre despèces étudiées ne sont pas représentatives de lensemble des groupes fonctionnels. Lauteur parle de zone « vide » avant lintroduction de ces espèces. Il manque des études au niveau des interactions biologiques (Byers, 2005). Dans le cas des San Juan Islands, la palourde introduite Ruditapes philippinarum est plus consommée par les crabes et lhomme que lespèce native Protothaca staminea. Aucune étude au niveau génétique: les hybrides provenant du croisement Spartina alterniflora x Spartina marina en Grande Bretagne (Parker et al., 1999) et Spartina alterniflora x Spartina fiolosa à la Baie de San Francisco en Californie (Ayres et al., 2002) sont encore plus invasifs que S. alterniflora. Conclusions trop précipitées?

13 Dautre part, des modèles mathématiques suggèrent quune augmentation de la biomasse se ferait au détriment du taux de croissance (Banas et al., unpubl. data). Dans le cas de C. gigas, sagit-il dun phénomène de « boom and bust »? Le virus Vibrio vulnificus introduit avec C.gigas peut provoquer des problèmes gastrointestinaux chez lhomme (5 cas en 1981) (Harris-Young et al., 1993). De plus, on essaye de contrôler S. alterniflora avec un pesticide qui est toxique pour plusieurs invertébrés aquatiques comme C.gigas. Production annuelle (kg) O.conchaphila C. gigas R. philippinarum

14 Il existe un débat sur la stabilité en fonction de la connectivité et de la richesse spécifique dans le cas des introductions (Parker et al., 1999). Les priorités ne sont pas les mêmes au niveau économique et au niveau écologique. Les changements à long-terme sont rarement tenus en compte sur le plan économique (Byers, 1999). On se dirige vers une « MacDonalisation » biologique (Baskin, 2002 in Bardsley et Edward-Jones, 2006). Est-ce quil faut considérer les problèmes liés aux introductions uniquement quand il y a une élimination despèces ou à partir du moment où il y a une restructuration de lécosystème (Cordell et al., 1998)? Le point de vue écologique vs. le point de vue économique

15 Il est important danalyser le plus de paramètres possibles au niveau économique et écologique (effets au niveau génétique, des individus, des populations, des communautés et du fonctionnement de lécosystème) afin de gérer les problèmes liés aux invasions biologiques. CONCLUSION

16 Merci de votre attention !!!

17 Bibliographie Ayers D.R., Spread of exotic cordgrasses and hybrids (Spartina sp.) in the tidal marshes of San Francisco Bay, California, USA. Biological Invasions 6: Byers J.E., The distribution of an introduced mollusc and its role in the long-term demise of a native confamilial species. Biological Invasions 1: 339–352. Harris-Young L., Tamplin M., Fisher W., Mason W., Applied and Environmental Microbiology, 59 : Holsman K., Armstrong D., Beauchamps D., Ruesink J.L., The Necessity for Intertidal Foraging by Estuarine Populations of Subadult Dungeness Crab, Cancer magister : Evidence from a Bioenergetics Model. Estuaries 26: 1155–1173. Parker I. M., Simberloff D., Lonsdale W.M., Goodell K., Wonham M., Kareiva P.M., Williamson M.H., Von Holle B., Moyle P.B., Byers J.E. et Goldwasser L., Impact: toward a framework for understanding the ecological effects of invaders. Biological Invasions 1: 3–19. Ruesink J.L., Feist B.E., Harvey C.J., Hong, J.S., Trimble A.C., Wisehart L.M., Changes in productivity associated with four introduced species: ecosystem transformation of a « pristine » estuary. Marine Ecology Progress Series 311: Webb A. et Eyre B., Effect of natural populations of burrowing thalassinidean shrimp on sediment irrigation, benthic metabolism, nutrient fluxes and denitrification. Marine Ecology Progress Series. 268:


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