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The Mediterranean Sea as a ‘cul-de-sac’ for endemic fishes facing climate change

The Mediterranean Sea as a ‘cul-de-sac’ for endemic fishes facing climate change Ben Rais Lasram F. , Guilhaumon F. , Albouy C. , Somot S. , Thuillers W. , Mouillot D. 2010 Le réchauffement global en Méditerranée : cul-de-sac pour les espèces endémiques

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The Mediterranean Sea as a ‘cul-de-sac’ for endemic fishes facing climate change

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  1. The MediterraneanSea as a ‘cul-de-sac’ for endemicfishesfacingclimate change Ben Rais Lasram F. , Guilhaumon F. , Albouy C. , Somot S. , Thuillers W. , Mouillot D. 2010 Le réchauffement global en Méditerranée : cul-de-sac pour les espèces endémiques BAY Emily, GADREAUD Justine, LE MEITOUR Cédrine

  2. Plan • Introduction • La publication • Impact du réchauffement climatique sur la biodiversité • But de la publication • Méthodes et Résultats • Liste d’espèces • Composants du modèle • Calibration et projection du modèle • Interprétation du modèle • Vulnérabilité • Turnover des espèces • Discussion • Critiques • Critiques par les auteurs • Notre point de vue

  3. La publication • Thème : Le réchauffement de la Méditerranée • Titre : La Méditerranée, cul-de-sac pour les espèces endémiques lors du réchauffement climatique. • Auteurs : BEN RAIS LASRAM F. , GUILHAUMON F. , ALBOUY C. , SOMOT S. , THUILLERS W. , MOUILLOT D.. • Année de publication : 2010

  4. 2. Impact du réchauffement climatique sur la biodiversité • Remaniement des répartitions des différentes espèces vers les pôles ou les plus hautes latitudes • Taux d’extinction globale élevé • Extension des populations locales et expansion des espèces thermo-tolérantes • Modification de la structure des communautés • Adaptation in situ • Développement d’épizootie Non évoqués par les auteurs

  5. L’impact du réchauffement est plus important si : • La zone est fermée, • La zone est fragmentée • Les espèces sont spécialisées • But de la publication Définir la distribution future des niches climatiques pour les différents téléostéens endémiques de Méditerranée en fonction du réchauffement, de la fragmentation de l’habitat et la spécialisation des populations afin de pouvoir anticiper les conséquences biologiques potentielles du réchauffement

  6. Liste d’espèces • 75 espèces vivant à 200m des côtes maximum, tirées depuis l’ Atlas des Poissons de l’Atlantique Nord et de la Méditerranée. • Classées suivant : • Habitat : généraliste(= pélagique) spécialiste(= démersal et benthique) • Régime : généraliste(= planctonophage) spécialiste(= carnivore) • Composants du modèle • La température Relation entre répartition de chaque espèce et température de surface : à l’époque de la rédaction de l’Atlas, • Le climat Modèle de prédiction OPAMED8, avec injection du scénario A2

  7. Années 1980 • Evolution de la température de surface au cours du temps: • Réchauffement accentué au sud, • Zones les plus froides au nord. 2041 - 2060 2070 - 2099 Ben Rais Lasram et al. 2010:modifié

  8. 3. Calibration et projection du modèle • Prédiction des nouveaux habitats potentiels: 7 représentations HSMs tirées du package BIOMOD injectées dans . = Probabilité de retrouver un individud’une espèce en fonction de saprésencepotentielle à une températurede surface donnée. • Evaluation de la pertinence des 7 techniques HSMs: • Aucune plus pertinente • Choix de la Méthode du Consensus de la Moyenne pondérée WeightedAverage Consensus : prend en compte la pertinence de chacune des méthodes.

  9. 4. Interprétation du modèle • Prédiction de l’évolution des habitats thermiques potentiels Suivant les 2 autres tranches d’années que prend en compte l’estimation des températures de surface : • 2041-2060, • 2070-2099. Dispersion non prise en compte • Calcul des nouvelles positions géographiques possibles Habitat potentiel – Habitat réellement occupé • Evaluation de la fragmentation des habitats actuels

  10. Espèces à habitat généraliste avec régime spécialiste • Fin 21ème : 25 espèces et 50 espèces • 4 cas : • Augmentation de l’habitat (Solea aegyptiaca) • Augmentation puis diminution (Lipophrysnigriceps) Aujourd’hui 2041 - 2060 2070 - 2099 2041 - 2060 2070 - 2099 Aujourd’hui Ben Rais Lasram et al. 2010:modifié Présence Absence Eaux non-côtières Terre

  11. Diminution importante de l’habitat (Arnoglossuskessleri) • Extinction (Gobbiusgeniporus) Aujourd’hui 2041 - 2060 2070 - 2099 Aujourd’hui 2070 - 2099 2041 - 2060 Ben Rais Lasram et al. 2010:modifié Présence Absence Eaux non-côtières Terre

  12. Vulnérabilité • Vulnérabilité des espèces Classement en fonction de la réduction de l’habitat: • Extinction (100% de réduction) • Etat critique (entre 80 et 100% de réduction) • En danger (entre 50 et 80% de réduction) • Vulnérable (entre 30 et 50% de réduction) • Non concerné (moins de 30% de réduction) • Vulnérabilité des assemblages • Calcul en fonction de la moyenne des taux de menace sur chacune des espèces • Intégration dans un niveau d’assemblage biologique

  13. Augmentation de menace générale SAUFhabitat généraliste et régime spécialiste • Liste rouge: • Actuellement :5 espèces • 2041-2060: 31 espèces • 2070-2099: 45 espèces Indice de menace Ben Rais Lasram et al. 2010:modifié Temps

  14. 6. Turnover des espèces • Facteurs de dégradation des écosystèmes • Changement de composition en espèces • Changement de structure • Perturbation des processus écologiques • Quantification du niveau de dégradation des assemblages endémiques

  15. 2041 - 2060 • Au cours du 21ème siècle, turnover attendu: 100% pour les espèces étudiées pour bassin levantin et sud du bassin oriental • Fin de ce siècle: modification de 25% des assemblages des espèces endémiques de la Méditerranée 2070 - 2099 Ben Rais Lasram et al. 2010

  16. Espèces endémiques de Méditerranée extrêmement menacées. • Meilleure taux de « survie » pour espèces thermophiles. • A partir du milieu du 21ème siècle, aires froides = sanctuaires • Fin de ce siècle, aires froides = cul-de-sac • Phénomène déjà observé en milieu terrestre: Montagnes: refuge piège

  17. 1. Par les auteurs • Modèle conservateur • Aspects biotiques (compétition) et abiotiques (acidification) peu pris en compte • Potentiel de niche non fiable (migration, dispersion) • Changements naturels et anthropiques imprévisibles (surpêche, climat, adaptation, distribution)

  18. 2. Notre point de vue • Déplacement de la niche écologique • Modèle de prévision A2 • Non prise en compte des facteurs génétiques • Changement des structures de métapopulations • Maladies dues au réchauffement

  19. Merci de votre attention Sources et Bibliographie • Contact avec le premier auteur : Frida Ben Rais Lasram • Les publications: • Attrill MJ, Power M (2002) Climatic influence on a marine fish assemblage. Nature, 417,275–278. • Blanchard JL, Dulvy NK, Jennings S, Ellis JR, Pinnegar JK, Tidd A, Kell LT (2005) Do • climate and fishing influence size-based indicators of Celtic Sea fish community • structure? Ices Journal of Marine Science, 62, 405–411. • Cheung WL, Lam VWY, Sarmiento JL, Kearney K, Watson R, Pauly D (2009) Projectingglobal marine biodiversity impacts under climate change scenarios. Fish and Fisheries, 10, 235–251. • Diaz Almela E, Marba N, Duarte C (2007) Consequences of Mediterranean warming events in seagrass (Posidoniaoceanica) flowering records. Global Change Biology, 13, 224–235. • Pozdnyakov DV, Johannessen OM, Korosov AA, Pettersson LH, Grassl H, Miles MW (2007) Satellite evidence of ecosystem changes in the White Sea: a semi-enclosed arctic marginal shelf sea. Geophysical Research Letters, 34, L08604, doi:08610.01029/ 02006GL028947. • Parmesan C (2006) Ecological and evolutionary responses to recent climate change. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics, 37, 637–669. • Les Cours: • Aurelle D., 2011. Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. Fluctuations et génétique des populations. www.com.univmrs.fr/~boudouresque • Perez T., 2010. Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. Conséquences biologiques du réchauffement global. • www.com.univmrs.fr/~boudouresque • Thouveny .N, 2011. Environnement global et société. Le réchauffement climatique

  20. Liste des espèces Gobius geniporusValenciennes, 1837 Gobius vittatusVinciguerra, 1883 GobiusxanthophalusHeymer & Zander, 1992 GouaniawildenowiRisso, 1810 GymnammodytescicerelusRafinesque, 1810 HusohusoLinnaeus, 1758 KnipowitschiapanizzaeVerga, 1841 LepadogasterlepadogasterBonnaterre, 1788 LepidionlepidionRisso, 1810 LesueurigobiussueriiRisso, 1810 LipophrysadriaticusSteindachner & Kolombatovic, 1883 LipophrysbasiliscusValenciennes, 1836 LipophrysnigricepsVinciguerra, 1883 MicroichthyscoccoiRüppell, 1852 MillerigobiusmacrocephalusKolombatovic, 1891 NotoscopeluselongatusCosta, 1844 OdondebueniabalearicaPellegrin & Fage, 1907 OligopusaterRisso, 1810 OpeatogenysgracilisCanestrini, 1864 OphichthusrufusRafinesque, 1810 AcipensernaccariiBonaparte, 1836 AcipenserstellatusPallas, 1771 AphaniusfasciatusValenciennes, 1821 AphaniusiberusValenciennes, 1846 ArnoglossuskessleriSchmidt, 1915 BathypteroismediterraneusVaillant, 1888 BueniaaffinisIljin, 1930 ChromogobiusquadrivittatusSteindachner, 1863 ChromogobiuszebratusKolombatovic, 1891 CorcyrogobiusliechtensteiniKolombatovic, 1891 CyclothonepygmaeaJespersen & Taning, 1926 DasyatistortoneseiCapapé, 1975 DidogobiusbentuviiMiller, 1966 DidogobiusschlieweniMiller, 1993 DidogobiussplechtnaiAhnelt & Patzner, 1995 DiplodussargusLinnaeus, 1758 EutriglagurnardusLinnaeus, 1758 GammogobiussteinitziBath, 1971 GobiusaterBellotti, 1888 Gobius fallaxSarato, 1889

  21. Liste des espèces OphidionrocheiMüller, 1845 PanturichthysfowleriBen Tuvia, 1953 ParablenniuszvonimiriKolombatovic, 1892 ParalepiscoregonoidesRisso, 1820 ParalepisspeciosaBellotti, 1878 ParaliparisleptochirusTortonese, 1959 ParaliparismurieliMatallanas, 1984 ParophidionvassaliRisso, 1810 PlatichthysluscusLinnaeus, 1758 PomatoschistusbathiMiller, 1982 PomatoschistuscanestriniiNinni, 1883 PomatoschistuskneriiSteindachner, 1861 PomatoschistuspictusMalm, 1865 PomatoschistusquaggaHeckel, 1837 PomatoschistustortoneseiMiller, 1969 Psetta maxima Linnaeus, 1758 PseudaphyaferreriDe Buen & Fage, 1908 Raja melitensisClark, 1926 Raja polystigmaRegan, 1923 RajarondeletiBougis, 1959 ScorpaenodesarenaiTorchio, 1962 SoleaaegyptiacaChabanaud, 1927 SpeleogobiustrigloidesZander & Jelinek, 1976 SphyraenaviridensisCuvier, 1829 SymphoduscinereusBonnaterre, 1788 SymphodusdoderleiniJordan, 1890 SymphodusmelanocercusRisso, 1810 SyngnathustaenionotusCanestrini, 1871 SyngnathustenuirostrisRathke, 1837 ThorogobiusmacrolepisKolombatovic, 1891 TripterygiondelaisiCadenat & Blache, 1970 TripterygionmelanurusGuichenot, 1850 TripterygiontripteronotusRisso, 1810 TrisopterusluscusLinnaeus, 1758 ZosterisessorophiocephalusPallas, 1814

  22. Habitat SuitabilityModelsHSMs • GeneralizedLinearModels • Generalized Additive Models • Classification TreeAnalysis • Random Forest • BoostedRegressionTrees • Mixture Discriminant Analysis • Surface Range Envelope

  23. Formule probabilité W = probabilité d’occurrence accordée à chaque modèle, basée sur les valeurs de température de surface i = cellule donnée (endroit) j = modèle donné mij =probabilité projetée d’occurrence.

  24. Formule Turnover • TO : pourcentage de turnover • P : nombre d’espèces perdues par cellule • G : nombre d’espèces gagnées par cellule • SR : Richesse spécifique actuelle par cellule

  25. IUCN Union Internationale pour la Conservation de la Nature « La Liste rouge de l’UICN constitue l’inventaire mondial le plus complet de l’état de conservation global des espèces végétales et animales. Elle s’appuie sur une série de critères précis pour évaluer le risque d’extinction de milliers d’espèces et de sous-espèces. Ces critères s’appliquent à toutes les espèces et à toutes les parties du monde. » http://www.uicn.fr/

  26. Scénario A2

  27. Evolution des entrées sur la liste rouge Augmentation considérable des espèces sur la liste rouge de l’IUCN

  28. Carte des différents bassins méditerranéens

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