Biodiversity issues for the forthcoming tropical Mediterranean Sea M1BEM DELPY Floriane FOUARD Aline Biodiversity issues for the forthcoming tropical Mediterranean Sea Bianchi C.N., 2007 Hydrobiologia, 580 : 7-21 UE39: Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins

I/ Structure biogéographique de la Méditerranée 1. La frontière Est / Ouest 5,6 Ma: crise Messinienne La recolonisation s'est faite par l'Atlantique. Bassin Est Bassin Ouest Carte des isothermes de surface de février en Méditerranée D ’après Bianchi et al., 2007

Exemple du genre Charonia : C. lampas lampas (Linnaeus, 1758) ou triton à bosse, typique des eaux tempérées chaudes C. tritonis variegata (Lamarck, 1816) ou triton émaillé, typique des eaux tropicales et subtropicales D ’après Bianchi et al., 2007

2. Les différents secteurs en Méditerranée 10 grands secteurs biogéographiques D’après Bianchi & Morri, 2000, modifié

2. Les différents secteurs en Méditerranée 10 grands secteurs biogéographiques + 3 (Bianchi, 2007) D’après Bianchi & Morri, 2000, modifié

Exemple de la frontière entre bassins Est et Ouest D ’après Bianchi et al., 2007

Exemple de la frontière entre bassins Est et Ouest D ’après Bianchi et al., 2007

Exemple de la frontière entre bassins Est et Ouest D ’après Bianchi et al., 2007

Exemple de la frontière entre bassins Est et Ouest D ’après Bianchi et al., 2007

Discutable ! Position des frontières entre secteurs : arbitraire dépend du critère (voire de l ’espèce) considéré(e) Discutable ! D ’après Bianchi et al., 2007

Notion de frontière discutable, gradients plutôt que limites précises En bref : Notion de frontière discutable, gradients plutôt que limites précises Indication des secteurs biogéographiques sans délimitations : plus proche de la réalité D ’après Bianchi et al., 2007

II/ Les 4 facteurs à l'origine de la méridionalisation 1. L'apport de l'Atlantique Entrée par le détroit de Gibraltar Processus naturel Echelle de temps + rapide 10 ans 100 ans 1000 ans 10000 ans + lent Détroit de Gibraltar

Exemple du crabe Percnon gibbesi (Milne & Edwards, 1853) : 1ère découverte en 1999 aux îles Baléares Découvert en 2005 en Grèce Il a été mis sur la liste noire des espèces invasives. Sa propagation a probablement été aidée par les bateaux. D'après Thessalou-Legaki et al., 2006, modifié

2. L'introduction d'espèces exotiques Processus anthropique Echelle de temps 2. L'introduction d'espèces exotiques Processus anthropique Exemples d'introduction accidentelle : le fouling des bateaux les eaux de ballaste Exemples d'introduction intentionnelle : l'aquaculture la recherche scientifique pour le commerce + rapide 10 ans 100 ans 1000 ans 10000 ans + lent

3. Les migrations lessepsiennes Entrée par le canal de Suez d'espèces de la mer Rouge Son nom a pour origine le nom de son constructeur en 1869: Ferdinand de Lesseps Processus anthropique Echelle de temps + rapide 10 ans 100 ans 1000 ans 10000 ans + lent Canal de Suez Mer Rouge

4. Le réchauffement climatique Processus à la fois naturel et anthropique Après les années 1980, la température en Méditerranée a augmenté. Echelle de temps + rapide 10 ans 100 ans 1000 ans 10000 ans + lent Déplacement vers le Nord d'espèces d'eau chaude

III/ Conséquences de la méridionalisation de la Méditerranée 1. Modification des espèces Exemple du scléractiniaire Astroides calycularis (Pallas,1766) : D ’après Bianchi et al., 2007, modifié

Exemple du scléractiniaire A. calycularis : distribution entre les isothermes 14°c et 15°c installation sur des substrats rocheux faible capacité de dispersion D ’après Bianchi et al., 2007, modifié

Exemple du scléractiniaire A. calycularis : Installation inattendue en mer Adriatique due à une inversion de courant lors du phénomène de l’Eastern Mediterranean Transient D ’après Bianchi et al., 2007

Rôle déterminant des courants : Modification du régime des courants lors d’évènements climatiques exceptionnels Impact important sur les distributions des espèces et sur la biodiversité ! Réchauffement des eaux méditerranéennes : Les espèces exotiques à affinités (sub)tropicales colonisent le Sud. Les espèces natives du Sud migrent vers le Nord. Les espèces natives du Nord se raréfient ou s’éteignent.

2. Modification des écosystèmes La bioconstruction en Méditerranée : Présence des bioconstructeurs limitée au Nord par l'isotherme 14°C D ’après Bianchi et al., 2007 Production : 1000 g CaCO3/m2/a Intermédiaire entre un milieu dominé par les bioconstructeurs et un qui en est privé. En Méditerranée, 8 espèces de coraux sur 37 = bioconstructeurs

Cas de Cladocora caespitosa (Linnaeus,1767) : Corail scléractiniaire colonial de la famille des Faviidae Bancs de 1 m d'épaisseur et de plusieurs dizaines de m de large

Intérêt de cette espèce: Sa croissance est corrélée avec les fluctuations du climat. D ’après Peirano et al., 2004 Température (°C) Taux de croissance moyen (mm/a) Période froide Période chaude Variations interannuelles du taux de croissance moyen comparées avec les températures du NW de la Méditerranée depuis 1866

Cas de mortalité massive corrélés avec de hautes températures. Taux de croissance (mg/cm²/j) 20°C 24°C 26°C 28°C 0 14 24 34 48 Temps (jours) Croissance jusqu'à 24 jours après le début de l'expérience puis déclin. Densité des symbiontes (x 106 /cm²) Perte des symbiontes et nécrose des tissus Les coraux vont blanchir. 20°C 24°C 26°C 28°C 0 14 24 34 48 Temps (jours) D'après Rodolfo-Metalpa et al., 2006, modifié

Bibliographie Bianchi, C. N. & C. Morri, 2000. Marine biodiversity of the Mediterranean Sea: situation, problems and prospects for future research. Marine Pollution Bulletin, 40(5) : 367–376. Peirano A., Morri C., Bianchi C.N., Aguirre J., Antonioli F., Calzetta G., Carobene L., Mastronuzzi G., Orru P., 2004. The Mediterranean coral Cladocora caespitosa: a proxy for past climate fluctuations? Global and Planetary Change, 40 : 195–200. Rapport 2006 de l’Agence Européenne pour l’environnement (téléchargeable sur www.eea.eu.int) Rodolfo-Metalpa R., Richard C., Allemand D., Ferrier-Pagès C., 2006. Growth and photosynthesis of two Mediterranean corals, Cladocora caespitosa and Oculina patagonica, under normal and elevated temperatures. The Journal of Experimental Biology, 209 : 4546-4556 Thessalou-Legaki M., Zenetos A., Kambouroglou V., Corsini-Foka M., Kouraklis P., Dounas C., Nicolaidou A., 2006. The etablishment of the invasive crab Percnon gibbesi in Greek waters. Aquatic invasion, volume 1, issue 3: 133-136.

Explication de la frontière iv ? Etude de Thalassoma pavo (Linnaeus,1758) Effet fondateur après recolonisation par quelques individus de l ’ouest ? D ’après Bianchi et al., 2007

L’introduction d’espèces exotiques : importance du phénomène et facteurs à l’origine D ’après le rapport de l ’Agence Européenne pour l ’Environnement, 2006, modifié