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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.,

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1 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 Le réchauffement global en Méditerranée : cul-de-sac pour les espèces endémiques BAY Emily, GADREAUD Justine, LE MEITOUR Cédrine 1

2 I. Introduction 1. La publication 2. Impact du réchauffement climatique sur la biodiversité 3. But de la publication II. Méthodes et Résultats 1. Liste d’espèces 2. Composants du modèle 3. Calibration et projection du modèle 4. Interprétation du modèle 5. Vulnérabilité 6. Turnover des espèces III. Discussion IV. Critiques 1. Critiques par les auteurs 2. Notre point de vue Plan 2

3 IntroductionMéthodes et Résultats DiscussionCritiques 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 3

4 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 4 Non évoqués par les auteurs

5 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 5

6 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 6

7 Evolution de la température de surface au cours du temps: - Réchauffement accentué au sud, - Zones les plus froides au nord. IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 7 Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié Années 1980

8 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. IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 8

9 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 : , Dispersion non prise en compte Calcul des nouvelles positions géographiques possibles Habitat potentiel – Habitat réellement occupé Evaluation de la fragmentation des habitats actuels IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 9

10 Espèces à habitat généraliste avec régime spécialiste Fin 21 ème : 25 espèceset 50 espèces 4 cas : Augmentation de l’habitat (Solea aegyptiaca) Augmentation puis diminution (Lipophrys nigriceps) IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques Présence Absence Eaux non-côtières Terre 10 Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié Aujourd’hui

11 Diminution importante de l’habitat (Arnoglossus kessleri) Extinction (Gobbius geniporus) IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques Présence Absence Eaux non-côtières Terre 11 Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié Aujourd’hui

12 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 12

13 Augmentation de menace générale SAUF habitat généraliste et régime spécialiste Liste rouge: Actuellement :5 espèces : 31 espèces : 45 espèces IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 13 Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié Indice de menace Temps

14 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 14

15 Au cours du 21 ème 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 15 Ben Rais Lasram et al

16 Espèces endémiques de Méditerranée extrêmement menacées. Meilleure taux de « survie » pour espèces thermophiles. A partir du milieu du 21 ème siècle, aires froides = sanctuaires Fin de ce siècle, aires froides = cul-de-sac Phénomène déjà observé en milieu terrestre: Montagnes: refuge piège IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 16

17 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) IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 17

18 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 IntroductionMéthodes et RésultatsDiscussionCritiques 18

19 Sources et Bibliographie Contact 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) Do climate and fishing influence size-based indicators of Celtic Sea fish community structure? 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: / 02006GL 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., Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. Fluctuations et génétique des populations. Perez T., Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. Conséquences biologiques du réchauffement global. Thouveny.N, Environnement global et société. Le réchauffement climatique Merci de votre attention 19

20 Liste des espèces Acipenser 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,

21 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,

22 Habitat Suitability Models HSMs Generalized Linear Models Generalized Additive Models Classification Tree Analysis Random Forest Boosted Regression Trees Mixture Discriminant Analysis Surface Range Envelope 22

23 Formule probabilité W = probabilité d’occurrence accordée à chaque modèle, basée sur les valeurs de température de surface i = cellule donnée (endroit) j = modèle donné mij =probabilité projetée d’occurrence. 23

24 Formule Turnover TO : pourcentage de turnover P : nombre d’espèces perdues par cellule G : nombre d’espèces gagnées par cellule SR : Richesse spécifique actuelle par cellule 24

25 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. » 25

26 Scénario A2 26

27 Statut IUCNActuellement Eteinte0614 État critique1712 En danger31116 Vulnérable173 Non concernée Augmentation considérable des espèces sur la liste rouge de l’IUCN Evolution des entrées sur la liste rouge 27

28 Carte des différents bassins méditerranéens 28


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