Charlotte Combe, Ghjuvan Grimaud et Jérôme Sespedes Global warming-enhanced stratification and mass mortality events in the Mediterranean Coma et al., 2009 - Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins - 20 cm 8 cm 1,25 cm   Présenté par : Charlotte Combe, Ghjuvan Grimaud et Jérôme Sespedes

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Evènements extrêmes Température globale (°C) Concentration de CO2 (ppmv) Températures CO2 Année D’après Intergovernmental panel on climate change, 2007 D’après Karl & Trenberth, 2003  Ecosystèmes littoraux sensibles à l’élévation de température.  Evolution de la température océanique durant le 20ème siècle : +1,5°C à +3°C. D’après Pascual et al, 1995 ; Salat & Pascual, 2002.  Méditerranée : +1°C (1974-2004).

Ingénieurs d’écosystèmes ! La communauté coralligène, fortement impactée par de nombreux évènements de mortalité de masse. Année Echelle Localisation Espèces Taxa Période Causes suspectées   1983 locale La Ciotat (mer de Ligurie) Corallium rubrum Eunicella singularis Cnidaire Fin de l’été 1993 Sicile (Italie du Sud) Paramuricea clavata 1999 régionale Mer de Ligure, Provence Cotes de la Provence 7 espèces 12 espèces 4 espèces Corallium rubrum Porifère Bryozoaire Cnidaire Fin de l’été- début de l’automne Anomalies thermiques/Stress physiologique/agents pathogènes 2003 Golf de Gènes, Provence, Corse- Sardaigne, Golf de Naples, Côtes Catalanes 9 espèces 2 espèces 5 espèces Bryozoaire Bivalve Fin de l’été – début de l’automne Anomalies climatiques/agents pathogènes 3-4°C au dessus de la moyenne D’après Stenseth et al, 2002; Harvell et al, 1999; Perez et al, 2000; Lasker et al, 2005. Supporting Information. Ingénieurs d’écosystèmes !

Mortalités de masse en Méditerranée : des causes inconnues. Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Mortalités de masse en Méditerranée : des causes inconnues. Anomalies climatiques (fin de l’été, début de l’automne) Evènements de mortalité de masse Ex : 1999, 2003 D’après Perez et al, 2000 Températures > niveau de tolérance thermique Températures stress physiologiques Virulence des microorganismes Hypothèses évoquées : Eté : Stratification thermale de la colonne d’eau !! Contraintes énergétiques (physiologiques) !

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Série temporelle de température : 1974-2006, Iles Medes Ecart à la moyenne annuelle de température de T0-80 (°C) Ta 0-80 NAO ? + 0.040°C/an en surface 2002-2006 1974-1978 Stratification ? T0-80 T20-80 Années Mois Augmentation des anomalies + 0.014°C/an en moyenne Saison estivale

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Probabilité d’évènements de température extrême >> 2002-2006 1974-1978 Stratification plus forte et plus longue 4,7 Combien de temps ? + 1.25 jours/an Seuil de 18°C à 20 m Mois

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion 500 km N Disque de Secchi Proxy de la quantité de nourriture disponible Nombre de jours Secchi >18 m Nombre de jours >18°C à 20 m // 119.32 ± 3.39 jours 113.46 ± 3.21 jours Peu de nourriture Stratification Lien avec la partie traitant de l’expérience Echelle Locale Echelle Régional 1997, 1999, 2003 T20-80 > 6.5°C Mortalité massive de Paramuricea clavata (Risso, 1826) Harmelin et al., 1994 ; Pérez et al., 2000 ; Romano et al., 2000

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Mortalité partielle 83 % Jour 49 High temperature / Ambient food 55 % Jour 130 High temperature / High food Ambient temperature / High food Non significatif Ambient temperature / Ambient food

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Seuil de biomasse % de biomasse perdue 35,6% Courbe seuil High temperature / Ambient food High temperature / High food Jours

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Même seuil & Corrélation biomasse perdue / mortalité partielle Ajout de nourriture = pas de perte TABLEAU Hypothèse contrainte énergétique Balance énergétique respiration / manque de nourriture

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Quid des autres hypothèses ? 1 µm Vibrio AK-1 thermodépendant Martin et al., 2007 Températures létales Pas de perte de biomasse ! Stress physiologique Cerrano et al., 2010 Pérez et al., 2000 Exemple : Mysidacés de grottes sous-marines Chevaldonné & Lejeusne, 2003

Evènements climatiques Introduction Evènements climatiques Paramuricea clavata Discussion Conclusion Contrainte énergétique Stress physiologique Effets sur le cycle de vie ? Survie des larves ? Metapopulations ? Les blooms mucilagineux ? Substitution à des formes méridionales ? Linares, 2006 Manque de séries à long terme Effets sur l’écostystème ? La baseline ? Ballesteros, 2006

Bibliographie Ballesteros E. (2006) Mediterranean Coralligenous assemblages : a synthesis of present knowledge. Oceanography and Marine Biology : An Annual Review 44, 123-195. Harvell C.D. (1999). Emerging marine diseases : Climate links and anthropogenic factors. Science 285 : 1505-1510. Intergovernmental Panel on Climate Change (2007) Climate Change 2007 : Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge Univ Press, Cambridge, UK : 1-21. Garrabou J., Pérez T., Sartoretto S., Harmelin J.G. (2001). Mass mortality event in red coral (Corallium rubrum, Cnidaria, Anthozoa, Octocorallia) population in the Provence region (France, NW Mediterranean). Marine Ecology Progress Series 217 : 263-272. Karl T.R., Trenberth K.E. (2003) Modern Global Climate Change. Science 302 : 1719-1723. Lasker H.R. (2005) Gorgonian mortality during a thermal event in the Bahamas. Bull Mar Sci, 76 : 155-160. Pascual J., Salat J., Palau M. 1995. Evolution de la température de la mer entre 1973 et 1994, près de la côte catalane. Colloque scientifique Okeanos 95 : la Méditerranée, variabilités climatiques, environnement et biodiversité. Montpellier. Parmensan C. (2006) Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annu. Rev. Ecol. Syst 37 : 637-669. Pascual J., Salat J., Palau M. (1995). Evolution de la température de la mer entre 1973 et 1994, près de la côte catalane. Colloque scientifique Okeanos 95 : la Méditerranée, variabilités climatiques, environnement et biodiversité. Montpellier. Perez T., Lejeusne C., Garrabou J., Chevaldonné P., Bensoussan N., Romano J.C., Laubier L., Harmelin J.G. Changement global et vulnérabilité des écosystèmes marins côtiers. Le cas de la Méditerranée nord-occidentale. 16èmes Rencontres Régionales de l’Environnement. Session 2 – Atelier 2 – Les écosystèmes face aux changements climatiques. Perez T., Garrabou J., Sartoretto S., Harmelin J.G., Francour P., Vacelet J. (2000). Mortalité massive d’invertébrés marins : un événement sans précédent en Méditerranée Nord-Occidentale : 853-865. Romano J.-C., Bensoussan N., Younes W.A.N. & Arlhac D. (2000). Anomalie thermique dans les eaux du golfe de Marseille durant l’été 1999. Une explication partielle de la mortalité d’invertébrés fixes ? C. R. Acad. Sc. Paris, Sc. Vie 323 : 415- 427. Stenseth N.C, Mysterud A., Ottersen G., Hurrell J.W., Chan K.S., Lima M. (2002) Ecological Effects of Climate Fluctuations. Science 297 : 1292-1296.

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Annexes Occurrences d’évènements extrêmes de température Descripteurs d’évènements extrêmes Fréquences Années 1974-1984 1985-1995 1996-2006 1974-1984 1985-1995 1996-2006 Température maximale de surface 1 1994 2006 Température maximale à 20 m Température de surface moyenne (Mai-Octobre) 1990 2003 Température moyenne à 20 m (Mai-Octobre) 2 1999,1997 Anomalie de température moyenne à 0-80 m Anomalie de température moyenne à 20-80 m 1999,2006 Nombre de jours où T20-80>6,5°C à 20 m 1999, 2003 D’après Supporting Information

Mortalité partielle % colonies avec mortalité partielle High temperature / Ambient food High temperature / High food Ambient temperature

Conditions d’expérience   High food Ambient food Ambient temperature 18,9°C / 452 C/L 3,2 zooplankters/L 18,9°C / 321 C/L 0,3 zooplankters/L High temperature 23°C / 452 C/L 3,2 zooplankters/L 23°C / 321 C/L 0,3 zooplankters/L