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Assessing evidence of phases shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs ~ John F. Bruno, Hugh Sweatman, William F. Precht, Elizabeth R. Selig,

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1 Assessing evidence of phases shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs ~ John F. Bruno, Hugh Sweatman, William F. Precht, Elizabeth R. Selig, and Virginia G. Schutte (2009) Ashworth Eloïse Baffreau Alexandrine Couet Pauline Master 1 BEM

2 Perturbations naturelles + anthropiques : Remplacement d1 communauté naturelle dominante par 1 autre Exemple dactualité : Phase shift Récifs à dominance corallienne dominance macro-algale IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études 2 Acanthaster planci Dragage de fond

3 3 Couverture macro-algale Couverture en coraux Bruno et al (2006), modifié Concept du phase shift du récif corallien Dominance macro-algale Dominance corallienne IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

4 Exemple de la Jamaïque : 1970s corail = 40-70% macro-algues <10% 1980s Perturbations : -2 ouragans exceptionnels -émergence : maladies + prédateurs coralliens -épizootie : Diadema antillarum -série de blanchiments du corail corail <10% macro-algues = groupe benthique dominant 4 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

5 Ouragan Gilbert, 1988 Catégorie 5 5 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

6 Diadema antillarum Gros plan sur corail blanchi 6 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

7 Estimation : Fréquence, étendue géographique + degré de dominance macro-algale Létendue mondiale du phase shift a-t-elle changée entre 1996 et 2006 ? But 7 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

8 Données : 3581 études quantitatives entre 1996 et m de profondeur principale technique : transect linéaire 4 régions du monde Carte des 1851 sites étudiés Grande Barrière de Corail (GBC) Indo- Pacifique Grande Caraïbe Florida Keys 8 Bruno et al (2006), modifié 2000 km 200 km IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

9 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études Évolution des récifs entre 1996 et 2006 : analyses de régressions linéaires Définition des macro-algues, Steneck (1988) : 'des formes d'algues anatomiquement plus complexes, plus grandes (hauteurs de la canopée généralement > 10 mm) et plus rigides' Hypothèse : récifs coralliens historiquement dominés par les coraux et macro-algues relativement rares Élaboration d'un indice : Phase Shift Index (PSI) via une ACP Bruno et al (2006), modifié 9

10 Amplitude du phase shift Amplitude du phase shift = plus importante dans les Caraïbes Ensemble de l'analyse = amplitude médiocre, non généralisé Caractéristiques Grande Caraïbe Florida Keys Indo- Pacifique Grande Barrière de Corail Globalement Macro-algue > 50% 39%2%1% 4% Macro-algue > 25% 73%16%9%1%20% 10 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études Bruno et al (2006), modifié

11 Estimation d'un seuil à partir de la Jamaïque PSI seuil = 3 : 10 % de recouvrement de corail > 60 % de recouvrement de macro-algues PSI IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études 11 Bruno et al (2006), modifié Grande CaraïbeFlorida KeysJamaïque Nombre de récifs Indo-PacifiqueGBC Etendue des phases shift : moins importante quà la Jamaïque

12 Grande Barrière de Corail Indo-Pacifique Grande Caraïbe Florida Keys PSI Années PSI Globalement, pas de tendance générale de domination des macro-algues 12 Évolution dans le temps sur l'ensemble des récifs IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études Bruno et al (2006), modifié

13 Estimation d'une baseline de référence A partir de la couverture de macro-algue du passé Caraïbes : couverture en macro-algues = 0-10 % 1970s et 1980s. Couverture actuelle : 4 x plus ! Effets négatifs sur les coraux ? A partir de récifs actuels Récifs 'quasi-vierges' : isolés, moins touchés par les activités humaines, protections légales 10 récifs isolés du Pacifique Couverture de macro-algues moyenne = 13% 3 des 4 régions étudiées : moyenne proche Couverture actuelle en macro-algues = référence 'historique' 13 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

14 Létendue mondiale du phase shift a-t-elle changée entre 1996 et 2006 ? pas de changement global Fréquence, étendue géographique + degré de dominance macro-algale ? moins importants que prévu 14 IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études Généralisation d'études locales : conclusions erronées à l'échelle globale Gestion des récifs Actuellement : récifs vers une domination macro-algale pas le cas Facteur important : perte des coraux bâtisseurs Autres facteurs importants : population d'herbivores + qualité de l'eau

15 15 Critiques: Bons points : - Bonne confrontation des résultats à la littérature déjà existante - Taille échantillons assez grande + étendue géographique vaste - Phase shift = regime shift (cf. cours Boudouresque) Mais : - Annexes manquantes - Différentes méthodes déchantillonnage utilisées sous-estimation ou exagération du déclin de la couverture corallienne IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études Critiques

16 16 Acantaster planci 21 récifs Destruction massive (1960s) : corail dur Acanthaster planci Colonies coralliennes ayant le mieux survécues : eau peu profonde + hydrodynamisme fort Endean et Stablum, 1973 : Grande Barrière de Corail, Australie Squelette du corail mort : rapidement recouvert de macrophytes + autres organismes Après 4-8 ans : faible diversité corallienne + recolonisation (corail dur) IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

17 17 Uniquement les récifs à forte couvertures coralliennes (> 50%), après des années particulièrement chaudes => Changements climatiques : sévérité des maladies dans locéan déclin de létat des écosystèmes marins Maladie du « white syndrome » Bruno et al, 2007 : Grande Barrière de Corail, Australie Lien significatif entre fréquence des anomalies thermiques + maladie du « white syndrome » (coraux du Pacifique) IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

18 18 Blanchiment du corail, colonisation en macrophytes et rétablissement du corail 2006, blanchiment du corail invasion en macrophytes (Lobophora variegata) Rétablissement : - 1 an ! Différents mécanismes écologiques impliqués => Résilience des récifs sous linfluence de changements climatiques rapides Diaz-Pulido et al, 2009: Grande Barrière de Corail, Australie IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études

19 19 Sweatman et al, 2011: Grande Barrière de Corail, Australie - Pressions anthropiques faibles (parc marin) = déclin de la couverture moyenne corallienne de 28 à 22 % - Cycles : déclins et reprises - Pertes du corail (40-50 dernières années) = sur-estimées (méta-analyses) IntroductionMatériel & méthodesRésultats & discussionConclusionCritiquesAutres études Grande Barrière de Corail

20 20 Dr. John Bruno, University of North Carolina Merci à

21 21 Bibliographie Bruno J.F., (2009) Revision cover letter 3 ; Text S3: Analysis of potential effects of depth on coral cover estimates ; Text S4: Potential biases in survey techniques and site selection. Bruno J.F., Sweatman H., Precht W.F., Selig E.R., Schutte V.G.W. (2009) Assessing evidence of phase shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs. Ecology. 90(6): Bruno J.F., Sweatman H., Precht W.F., Selig E.R., Schutte V.G.W. (2009) Assessing evidence of phase shifts from coral to macroalgal dominance on coral reefs: Ecological Archives 2. Bruno J.F., Selig E.R., Casey K.S., Page C.A., Willis B.L., Harvell C.D., Sweatman H., Melendy A.M. (2007) Thermal Stress and Coral Cover as Drivers of Coral Disease Outbreaks. PLoS Biol. 5(6): e124. Diaz-Pulido G., McCook L.J., Dove S., Berkelmans R., Roff G., Kline D.I., Weeks S., Evans R.D., Williamson D.H., Hoegh-Guldberg O. (2009) Doom and Boom on a Resilient Reef: Climate Change, Algal Overgrowth and Coral Recovery. PLoS ONE. 4(4): e5239. Endean R., Stablum W. (1973) The apparent extent of recovery of reefs of Australia's Great Barrier Reef devastated by the crown-of-thorns starfish. Atoll Research Bulletin. 168: Hughes T.P., Graham N.A.J., Jackson J.B.C., Mumby P.J., Steneck R.S. (2010) Rising to the challenge of sustaining coral reef resilience. Review.Trends in Ecology and Evolution. 30 (10): Hughes T.P. (1994) Catastrophies, phase-shifts, large scale degradation of a Caribbean coral reef. Science. New Series. 265 (5178): Petraitis P. S., Dudgeon S. R. (2004) Detection of alternative stable states in marine communities. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 300: Sweatman H., Delean S., Syms C. (2011) Assessing loss of coral cover on Australias Great Barrier Reef over two decades, with implications for longer-term trends. Coral Reefs. Springer-Verlag. p

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