La biodiversité polaire: une richesse menacée Yvon Le Maho Directeur de Recherche CNRS Institut Pluridisciplinaire Hubert Curien, Strasbourg Membre de l’Académie des Sciences Les pôles, témoins pour les hommes Office Parlementaire d’évaluation des Choix Scientifiques et Technologiques, jeudi 1er mars 2007

D’après Ancel, sept. 2001

Température, °C 5 mai 6 mai 7 mai 8 mai 9 mai Lumière Tortues D’après Gilbert et al., Physiology and Behaviour 88: 479-488, 2006.

Transfert de données Fixation du logger Récupération Voyage Proies Plongée exploratoire Plongées alimentaires Fixation du logger Voyage alimentaire Récupération Transfert de données Colonie

Hauteur du niveau de la mer à Kerguelen 338 km FP 5°C 4°C °S -54 -52 -50 -48 -46 46 50 54 °E 537 km 526 km 642 km 366 km 1996 1997 1998 2000 1994 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 20 40 60 Hauteur, mm Hauteur du niveau de la mer à Kerguelen Bost & al. en prép.

Grande variabilité de la durée des trajets en mer 3 semaines de jeûne ? Éclosion En moyenne sur la population, la femelle revient au moment de l’éclosion. Cependant, la durée des trajets en mer présente une très grande variabilité en relation avec la disponibilité des ressources marines. Ainsi, la femelle peut revenir plus d'une semaine avant ou plus d'une semaine après l'éclosion. Il y a donc un problème majeur pour le nourrissage du poussin à l’eclosion. la question que nous nous sommes posée a été de savoir: Quand la femelle arrive après l'éclosion, le mâle qui jeûne depuis trois semaines peut-il tout de même nourrir le poussin tout juste éclos ? Et dans ce cas, comment peut-il faire ? Peut-il sécréter un liquide nutritif, ou a-t-il de la nourriture dans l'estomac malgré ce jeûne de plusieurs semaines ? 1

Peptide antimicrobien de manchot Début Milieu Fin Stades du jeûne Concentration, nM Peptide antimicrobien de manchot Conservation Digestion 400 800 1200 1600 -30 -20 -10 10 20 30 40 50 60 70 0.2 0.6 0.4 1.0 0.8 Masse du contenu stomacal, kg Effet sur Aspergillus fumigatus Témoin + Peptide antimicrobien (> 6 µM) Temps entre la date d'éclosion et le retour du voyage alimentaire, jours Thouzeau et al., JBC, 278: 51053-51058, 2003 Gauthier-Clerc et al., Nature, 408: 928-929, 2000

Suppression de l’apoptose c 16 Suppression de l’apoptose 12 NPY mRNA unités arbitraires Villosités Prolifération cellulaire Cryptes 20µm 8 4 b a Fed P2 P3 Sécrétion de Neuropeptide Y Bertile et al., Biochem. Biophys. Res. Com. 2003 Habold et al., Scand. J. Gastroenterol. 2004 et Eur. J. Physiol. 2006

Dispositif ANTAVIA Plus de 3000 individus « transpondés » Antennes dans le sol Plus de 3000 individus « transpondés » Dispositif ANTAVIA

Le Bohec et al. en préparation

Evolution de la température de l’air et des précipitations Température moyenne annuelle (°C) Précipitations totales annuelles (mm) valeur annuelle moyenne mobile sur 3 ans moyenne pour la période 1951-2005 Evolution de la température de l’air et des précipitations entre 1951 et 2005 à Port-aux-Français, Iles Kerguelen Surligné jaune pour souligner les nombreuses années sèches depuis le début des années 1990 Données Météo France

1978 : première observation Calliphora vicina à Kerguelen Mouche cosmopolite, présente des tropiques à l’Arctique Degrés-jours accumulés par an 1978 : première observation Seuil minimum de degrés-jours nécessaires au déroulement du cycle complet de Calliphora vicina Il est très probable que cette mouche était déjà arrivée à Kerguelen dans le passé lors d’escales de navires mais jusqu’au milieu des années 1970 les conditions climatiques nécessaires pour son implantation n’étaient pas remplies. Les conditions de température permettant à Calliphora vicina de boucler son cycle sont rencontrées régulièrement à Kerguelen depuis le milieu des années 1970. De fait son installation a été signalée en 1978 et depuis cette date elle est en expansion dans le secteur Est de l’archipel. Dans la partie Ouest, où les températures sont plus fraîches elle n’a pas été encore observée à ce jour. Il s’agit d’une illustration de l’impact d’une légère augmentation de température sur les possibilités d’établissement et de dispersion d’espèces introduites qui se trouvent à Kerguelen dans des conditions limites. Calliphora vicina exploite les mêmes ressources (cadavres, fientes…) que la mouche sans ailes Anatalanta aptera et ces deux espèces peuvent donc se retrouver en compétition, avec chacune des traits plus ou moins avantageux : - déplacement rapide de Calliphora contre déplacement lent pour Anatalanta - activité tout au long de l’année pour Anatalanta contre une période courte d’activté estivale pour Calliphora … Anatalanta aptera

Impact du lapin sur la végétation à Kerguelen Ile Mayes lapin absent Ile Verte lapin présent En présence de lapin les communautés végétales sont profondément modifiées : plusieurs espèces abondantes dans les communautés natives sont éliminées (chou de Kerguelen, azorelle notamment) et une seule espèce, l’Acaena (Acaena magellanica) devient largement dominante et quasi exclusive sur de nombreux secteurs

Iles Kerguelen, Ile Verte A gauche : couvert végétal avant éradication du lapin (prairies quasi monospécifiques à Acaena magellanica) A droite : couvert végétal 10 ans après éradication du lapin : le pissenlit est largement dominant, parce qu’il n’est plus consommé par le lapin mais surtout parce qu’il a remplacé l’Acaena qui a connu un fort dépérissement dû aux sécheresses répétées enregistrées depuis le début des années 1990. Cette étude, menée sur le long terme sur les îles Verte, Guillou et aux Cochons, permet d'analyser la dynamique des communautés, sous l'effet combiné de l'élimination du lapin et des changement climatiques (cf. Chapuis et al., Biol. Conserv., 2004). Actuellement, après une réorganisation des communautés, caractérisée par la régression des espèces autochtones et le développement des plantes introduites, un certain équilibre se met en place, la plupart des espèces (excepté l'acaena) ayant un recouvrement fluctuant au cours des années. Seule Festuca errecta, semblant avoir un faible pouvoir colonisateur, est encore en expansion, en particulier sur l'île Guillou. L'analyse de ces données tend également à montrer une plus grande stabilité des communautés végétales diversifiées (cas de l'île Mayes) face aux perturbations climatiques et à l'invasion des espèces végétales introduites, comparativement aux communautés à Acaena magellanica, pratiquement monospécifiques, sur les îles modifiées antérieurement par la présence du lapin. La dynamique des communautés observée au cours de ces 10, voire 15 dernières années, souligne l'intérêt et la nécessité d'études sur le long terme l'analyse des effets des perturbations anciennes (présence du lapin) et actuelles (changement climatique).

AVEC LA PARTICIPATION DE : André Ancel Fabrice Bertile Charles-André Bost Philippe Bulet Jean-Louis Chapuis Yves Frenot Michel Gauthier-Clerc Jean-Paul Gendner Caroline Gilbert Caroline Habold Céline Le Bohec Marc Lebouvier Jean-Hervé Lignot Thierry Raclot Laurence Sabatier Cécile Thouzeau Philippe Vernon