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 2010 - 2011 http://www.freewebs.com 1

 Perturbations naturelles + anthropiques : Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Perturbations naturelles + anthropiques : Remplacement d’1 communauté naturelle dominante par 1 autre Exemple d’actualité : Phase shift Récifs à dominance corallienne  dominance macro-algale http://wwz.ifremer.fr/  Acanthaster planci Dragage de fond  http://animaux.m-y-d-s.com/ 2

Dominance macro-algale Couverture macro-algale Dominance corallienne Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Dominance macro-algale Bruno et al (2006), modifié Concept du phase shift du récif corallien Couverture macro-algale Dominance corallienne Couverture en coraux 3

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études 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

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études http://www.srh.weather.gov Ouragan Gilbert, 1988 Catégorie 5 5

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Diadema antillarum Gros plan sur corail blanchi http://www4.ncsu.edu 6

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études L’étendue mondiale du phase shift a-t-elle changée entre 1996 et 2006 ? But Estimation : Fréquence, étendue géographique + degré de dominance macro-algale 7

Grande Barrière de Corail (GBC) Carte des 1851 sites étudiés Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Données : 3581 études quantitatives entre 1996 et 2006 1-15 m de profondeur principale technique : transect linéaire 4 régions du monde 200 km Indo-Pacifique Florida Keys Grande Caraïbe Bruno et al (2006), modifié 200 km Grande Barrière de Corail (GBC) 2000 km Carte des 1851 sites étudiés 8

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études 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 Évolution des récifs entre 1996 et 2006 : analyses de régressions linéaires 9

Résultats & discussion Grande Barrière de Corail Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Amplitude du phase shift Bruno et al (2006), modifié 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% 20% Amplitude du phase shift = plus importante dans les Caraïbes Ensemble de l'analyse = amplitude médiocre, non généralisé 10

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Estimation d'un seuil à partir de la Jamaïque PSI seuil = 3 : 10 % de recouvrement de corail > 60 % de recouvrement de macro-algues Jamaïque Grande Caraïbe Florida Keys Indo-Pacifique GBC PSI Nombre de récifs Bruno et al (2006), modifié Etendue des phases shift : moins importante qu’à la Jamaïque 11

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Évolution dans le temps sur l'ensemble des récifs PSI Florida Keys Grande Caraïbe Bruno et al (2006), modifié Années PSI Indo-Pacifique Grande Barrière de Corail Globalement, pas de tendance générale de domination des macro-algues Années 12

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études 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

Généralisation d'études locales : Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études L’étendue 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 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 14

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études 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 d’échantillonnage utilisées  sous-estimation ou exagération du déclin de la couverture corallienne Critiques: 15

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Endean et Stablum, 1973 : Grande Barrière de Corail, Australie Acantaster planci http://www.divegallery.com 21 récifs Destruction massive (1960s) : corail dur  Acanthaster planci Colonies coralliennes ayant le mieux survécues : eau peu profonde + hydrodynamisme fort Squelette du corail mort : rapidement recouvert de macrophytes + autres organismes Après 4-8 ans : faible diversité corallienne + recolonisation (corail dur) 16

Maladie du « white syndrome » Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Bruno et al, 2007 : Grande Barrière de Corail, Australie Lien significatif entre fréquence des anomalies thermiques + maladie du « white syndrome » (coraux du Pacifique) Uniquement les récifs à forte couvertures coralliennes (> 50%), après des années particulièrement chaudes => Changements climatiques :  sévérité des maladies dans l’océan  déclin de l’état des écosystèmes marins http://www.coralcoe.org.au Maladie du « white syndrome » 17

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Diaz-Pulido et al, 2009: Grande Barrière de Corail, Australie 2006, blanchiment du corail  invasion en macrophytes (Lobophora variegata) Rétablissement : - 1 an ! Différents mécanismes écologiques impliqués => Résilience des récifs sous l’influence de changements climatiques rapides Blanchiment du corail, colonisation en macrophytes et rétablissement du corail 18

Résultats & discussion Introduction Matériel & méthodes Résultats & discussion Conclusion Critiques Autres études Sweatman et al, 2011: Grande Barrière de Corail, Australie Pressions anthropiques faibles (parc marin) 1986 - 2004 = 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) http://themarcomlife.blogspot.com Grande Barrière de Corail 19

Merci à Dr. John Bruno, University of North Carolina 20 http://www.neuralnetwriter.cylo42.com 20

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): 1478 -1484. 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: 1-41. 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): 1-10. Hughes T.P. (1994) Catastrophies, phase-shifts, large scale degradation of a Caribbean coral reef. Science. New Series. 265 (5178): 1547-1551. Petraitis P. S., Dudgeon S. R. (2004) Detection of alternative stable states in marine communities. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 300: 343 - 371. Sweatman H., Delean S., Syms C. (2011) Assessing loss of coral cover on Australia’s Great Barrier Reef over two decades, with implications for longer-term trends. Coral Reefs. Springer-Verlag. p. 1-11. 21

Merci pour votre attention !