BOROCCO Silvia BEN GHARBIA Hela FILIPPI BEVILACQUA Vanessa UE 227 "Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins" Ichthyoplankton dynamics and biodiversity in the Gulf of Alaska: Responses to environmental change By Boeing et Duffy-Anderson, 2008

INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES 1/22 Les facteurs environnementaux ont fait l'objet d'une attention croissante en tant qu agents importants responsables de la restructuration des écosystèmes marins. Transition climatique majeure (1976/77) = PDO Changements fondamentaux dans lécosystème pélagique Pacific Decanal Oscillation Positive PhaseNegative Phase Year Monthly PDO Index Values Océan Pacifique Nord et Mer de Béring (Hare et Mantua, 2000)

2/22 BOTTOM UP CONTROL TOP PRÉD. C 2 C 1 PHYTO Organismes de niveau trophique inférieur: plus sensibles aux changements climatiques. Premiers stades de vie: sensibles à lenvironnement. Forçage climatique ( Hollowed et col., 2001) Recrutement des poissons (survie et recrutement des premiers stades de la vie) INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

3/22 Rutherford, INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES Base de recherche (dynamiques des populations d espèces importantes pour la pêche). Intérêt de l ichthyoplancton: Informations sur lécologie de lichthyoplancton élément important pour lévaluation des stocks et les plans de gestion des pêches.

Alaska Costal Current Alaska Stream Current Ν 165° E165° W140° W105° W 70° N 60° N 50° N 40° N 1000 km 4/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

Topographie accidentée et forts courants de marée Ν 165° E 165° W 140° W 105° W 70° N 60° N 50° N 40° N 1000 km 5/22 Eau douce INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES + Tourbillons Temps de rétention du plancton

Présence de Tourbillons et de Méandres Disponibilité saisonnière du Phytoplancton Abondance, diversité et distribution de lichthtyoplacton 6/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

Objectifs 1.Identifier les groupes fonctionnels d'ichthyoplancton dans le Golfe d'Alaska. 2. Relier les indices de regroupement de l'ichthyoplancton à des variables océanographiques. 3. Evaluer lutilité des données relatives à l'ichthyoplancton en tant qu'indicateurs de changements au niveau de l'écosystème. 7/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

-Données collectées en: 1972, , 1981 et 2000 dans le GOA. -Icthyoplancton collecté : chalutages quantitatifs et obliques avec filet bongo. 8/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES Méthodologie déchantillonnage

Intérieur de la mer « Shelikof » Bailey et col., Avril et mai Janvier juillet Septembre novembre 9/22 Shelikof Strait N INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES Variables " réponse " Abondance, diversité et richesse spécifiques Zone détude: 53,6-60,2°N et 139,4-165,6°W

Variables explicatives PressionTempératureSalinitéCirculation North Pacific Index (NPI) - Indice El Niño (ENIX) -Pacific decadal oscillation index (PDO) -T° (50-75m) - S°50- 75m - Ecoulement mensuel d eau douce - Indice dupwelling côtier - Transport total ( Détroit de Shelikof) - Mélange des vents + Vents côtiers variables réponse reliées aux variables environnementales Variables choisies Reflètent des variations sur une échelle décennale Effets significatifs sur labondance, la diversité et/ou le recrutement des poissons. 10/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

En fonction des: Régions géographiques Mois + Années des pics dabondance /22 22 Groupes: similitudes écologiques Mesure de distance Bray-Curtis Méthode de linkage Flexible Beta INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES Résultats

CCA: Analyses de correspondance canonique Vent côtier et indice El Niño: effet positif groupes 21 et 6 groupe 9 NPI: effet opposé Mélange des vents et apports rivière: Effet négatif (groupes13, 8 et 20) Influence positive sur la diversité et la richesse spécifique 12/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES Espèces deau tempérée Espèces deau froide Espèces du large Résultats

Plusieurs groupes fortement reliés aux forçages de lenvironnement: - corrélation Population 21: positive avec ENIX + vent côtier négative avec NPI 13/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

165° W165° E140° W140° E 60° N 45° N 75° N 14/22 Ν 1000 km INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES 3 mécanismes principaux 1- Transport dEkman 2- Accélérations 3- Contraintes bathymétriques Alaska Costal Current

Bailey et Picquelle (2002) mécanismes similaires abondance des larves de grande taille au niveau de la côte durant les années des anomalies El Niño Ladd et col. (2002) Mécanisme additionnel: Tourbillons du large empiètent périodiquement sur les marges du plateau continental (déposent les eaux profondes). 15/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

Populations dont la zone de fraie est le plateau continental: Corrélations positives Affectées par ces mécanismes Apports deau douce Mélange des vents Production degré de mélange des vents flux des rivières + grande partie de leur vie larvaire 16/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES Tourbillons ( Larves + [ Nutriments ])

8 groupes = espèces du large: corrélées négativement à ENIX et au vent positivement au NPI ENIX = mesure de T°: abondance des larves des espèces deau froide ENIX + Vent transport des larves des profondeurs vers le plateau continental = habitat défavorable 17/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

18/22 Diversité Diversité des espèces dichthyoplancton dans le GOA élevée Lécosystème du plateau écossais Orego n Mer de Bering Golfe dAlaska Ν 165° E 105° W 70° N 42° N Larves Shackel et Franck, Les indices de richesse et diversité de Shannon-Wiener positivement influencés par le mélange des vents et par les rivières. Point de rupture géographique: espèces deau froide du Nord – limite sud espèces deau tempérées plus septentrionales – limite nord 800 km INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

Les variables de vent et les indices dapport deau douce Plus dinfluence et plus fort potentiel comme indicateur de réponse de lichthyoplancton 19/22 1 ) Tourbillons: rétention des larves de poissons et les entraine avec leurs proies zooplanctoniques. 2) Salinité dans la surface. Apport deau douce Variables Environnementales Ecoulements fluviaux Apport deau douce dans le Golfe dAlaska Précipitations INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

20/22 Indices plus pertinents: Méso échelle temporellement: ENIX X PDO. spatialement: indices de vent et écoulement fluvial X température et salinité en profondeur Les vents soufflant le long de la côte Formation de tourbillons et la rétention de certains larves Le mélange des vents Empêche la formation de tourbillons et découple les larves de leurs proies planctoniques Effets opposés sur les larves de poissons Échelle pluriannuelle Base décennale (basse fréquence) INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

les indices dérivés de données relatives à lichthyoplancton pourraient être utiles à lévaluation dun changement biologique en réponse à une pression météorologique de méso échelle; regroupements dichthyoplancton répondant à des pressions environnementales de méso échelle, ce qui peut indiquer leur adéquation en tant quindicateurs écologiques; Les facteurs climatiques sont une force motrice majeure pour les larves de poissons, alors que les poissons adultes sont principalement influencés par la compétition et la pêche ; La prochaine étape serait détudier le délai de réponse depuis les stades larvaires jusquaux stades adultes pour faire de lichthyoplancton un indicateur significatif des changements de régimes alimentaires. 21/22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

Aebisher, N.J., Coulson, J.C., Colebrook, J.M., Parallel long-term trends across four marine trophic levels and weather. Nature 347, Anderson, P.J., Piatt, J.F., Community reorganization in the Gulf of Alaska following ocean climate regime shift. Mar. Ecol. Prog. Ser. 198, Bailey, K.M., Picquelle, S.J., Larval distribution of offshore spawning flatfish in the Gulf of Alaska: potential transport pathways and enhanced onshore transport during ENSO events. Mar. Ecol. Prog. Ser. 236, 205–217. Beaugrand, G., Reid, P.C., Ibanez, F., Lindley, J.A., Edwards, M., Reorganization of North Atlantic marine copepod biodiversity and climate. Science 296, Boeing, W.J., Martin, M.H., Duffy-Anderson, J.T., Groundfish. In: Spies, R.B. (Ed.), Long-term Ecological Change in the Northern Gulf of Alaska. Elsevier, pp Duffy-Anderson, J.T., Bailey, K.M., Ciannelli, L., Cury, P., Belgrano, A., Stenseth, N.C., Phase transitions in marine fish recruitment processes. Ecol. Complex. 2, Hollowed, A.B., Hare, S.R., Wooster, W.S., Pacific Basin climate variability and patterns of Northeast Pacific marine fish production. Prog. Oceanogr. 49, Ladd, C., Bond, N.A., Evaluation of the NCEP-NCAR reanalysis in the northeast Pacific and the Bering Sea. J. Geophys. Res. 107, Shackel, N.L., Franck, K.T., Larval fish diversity in the Scotian Shelf. J. Fish. Aquat. Sci. 57, Rutherford, E.S Fishery management. In: Fuiman, L.A., Werner, R.G. (Eds.), Fishery Science. The Unique Contributions of Early Life Stages. Fishery Blackwell Publishing, pp Southward, A.J., The western English Channel – an inconstant ecosystem. Nature 285, /22 INTRODUCTIONMETHODOLOGIERESULTATS & DISCUSSIONCONCLUSIONREFERENCES

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