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.,

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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

BAY Emily, GADREAUD Justine, LE MEITOUR Cédrine

I. Introduction1. La publication2. Impact du réchauffement climatique sur la biodiversité3. But de la publication

II. Méthodes et Résultats1. Liste d’espèces 2. Composants du modèle3. Calibration et projection du modèle4. Interprétation du modèle5. Vulnérabilité6. Turnover des espèces

III. DiscussionIV. Critiques

1. Critiques par les auteurs2. Notre point de vue

Plan

Introduction Méthodes et Résultats Discussion Critiques

1. 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


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

L’impact du réchauffement est plus important si :

- La zone est fermée,- La zone est fragmentée- Les espèces sont spécialisées

3. 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


1. 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)

2. 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


Evolution de la température de surface au cours du temps:

- Réchauffement accentué au sud,

- Zones les plus froides au nord.


Ben Rais Lasram et al. 2010: modifié

2041 - 2060

2070 - 2099

Années 1980

3. Calibration et projection du modèle

Prédiction des nouveaux habitats potentiels:

7 représentations HSMs tirées du package BIOMOD injectées dans .

= Probabilité de retrouver un individu d’une espèce en fonction de sa présence potentielle à une température de surface donnée.

Evaluation de la pertinence des 7 techniques HSMs:

- Aucune plus pertinente- Choix de la Méthode du Consensus de la Moyenne pondérée

Weighted Average Consensus : prend en compte la pertinence de chacune des méthodes.


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


Espèces à habitat généraliste avec régime spécialisteFin 21ème : 25 espèces et 50 espèces 4 cas :

Augmentation de l’habitat (Solea aegyptiaca)

Augmentation puis diminution (Lipophrys nigriceps)


Présence Absence Eaux non-côtières Terre


2041 - 2060 2070 - 2099Aujourd’hui

Aujourd’hui 2041 - 2060 2070 - 2099

Diminution importante de l’habitat (Arnoglossus kessleri)

Extinction (Gobbius geniporus)


Présence Absence Eaux non-côtières Terre


Aujourd’hui

Aujourd’hui

2041 - 2060

2041 - 2060

2070 - 2099

2070 - 2099

5. 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


Augmentation de menace générale SAUF habitat généraliste et régime spécialiste

Liste rouge: Actuellement :5 espèces2041-2060: 31 espèces2070-2099: 45 espèces



Indice de menace

Temps

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


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


Ben Rais Lasram et al. 2010

2041 - 2060

2070 - 2099

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


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)


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


Sources et BibliographieContact 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) Doclimate and fishing influence size-based indicators of Celtic Sea fish communitystructure? Ices Journal of Marine Science, 62, 405–411.• Cheung WL, Lam VWY, Sarmiento JL, Kearney K, Watson R, Pauly D (2009) Projecting global 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 (Posidonia oceanica) 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

Merci de votre attention

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Liste des espècesAcipenser naccarii Bonaparte, 1836

Acipenser stellatus Pallas, 1771

Aphanius fasciatus Valenciennes, 1821

Aphanius iberus Valenciennes, 1846

Arnoglossus kessleri Schmidt, 1915

Bathypterois mediterraneus Vaillant, 1888

Buenia affinis Iljin, 1930

Chromogobius quadrivittatus Steindachner, 1863

Chromogobius zebratus Kolombatovic, 1891

Corcyrogobius liechtensteini Kolombatovic, 1891

Cyclothone pygmaea Jespersen & Taning, 1926

Dasyatis tortonesei Capapé, 1975

Didogobius bentuvii Miller, 1966

Didogobius schlieweni Miller, 1993

Didogobius splechtnai Ahnelt & Patzner, 1995

Diplodus sargus Linnaeus, 1758

Eutrigla gurnardus Linnaeus, 1758

Gammogobius steinitzi Bath, 1971

Gobius ater Bellotti, 1888

Gobius fallax Sarato, 1889

Gobius geniporus Valenciennes, 1837

Gobius vittatus Vinciguerra, 1883

Gobius xanthophalus Heymer & Zander, 1992

Gouania wildenowi Risso, 1810

Gymnammodytes cicerelus Rafinesque, 1810

Huso huso Linnaeus, 1758

Knipowitschia panizzae Verga, 1841

Lepadogaster lepadogaster Bonnaterre, 1788

Lepidion lepidion Risso, 1810

Lesueurigobius suerii Risso, 1810

Lipophrys adriaticus Steindachner & Kolombatovic, 1883

Lipophrys basiliscus Valenciennes, 1836

Lipophrys nigriceps Vinciguerra, 1883

Microichthys coccoi Rüppell, 1852

Millerigobius macrocephalus Kolombatovic, 1891

Notoscopelus elongatus Costa, 1844

Odondebuenia balearica Pellegrin & Fage, 1907

Oligopus ater Risso, 1810

Opeatogenys gracilis Canestrini, 1864

Ophichthus rufus Rafinesque, 1810

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Liste des espèces

Ophidion rochei Müller, 1845

Panturichthys fowleri Ben Tuvia, 1953

Parablennius zvonimiri Kolombatovic, 1892

Paralepis coregonoides Risso, 1820

Paralepis speciosa Bellotti, 1878

Paraliparis leptochirus Tortonese, 1959

Paraliparis murieli Matallanas, 1984

Parophidion vassali Risso, 1810

Platichthys luscus Linnaeus, 1758

Pomatoschistus bathi Miller, 1982

Pomatoschistus canestrinii Ninni, 1883

Pomatoschistus knerii Steindachner, 1861

Pomatoschistus pictus Malm, 1865

Pomatoschistus quagga Heckel, 1837

Pomatoschistus tortonesei Miller, 1969

Psetta maxima Linnaeus, 1758

Pseudaphya ferreri De Buen & Fage, 1908

Raja melitensis Clark, 1926

Raja polystigma Regan, 1923

Raja rondeleti Bougis, 1959

Scorpaenodes arenai Torchio, 1962

Solea aegyptiaca Chabanaud, 1927

Speleogobius trigloides Zander & Jelinek, 1976

Sphyraena viridensis Cuvier, 1829

Symphodus cinereus Bonnaterre, 1788

Symphodus doderleini Jordan, 1890

Symphodus melanocercus Risso, 1810

Syngnathus taenionotus Canestrini, 1871

Syngnathus tenuirostris Rathke, 1837

Thorogobius macrolepis Kolombatovic, 1891

Tripterygion delaisi Cadenat & Blache, 1970

Tripterygion melanurus Guichenot, 1850

Tripterygion tripteronotus Risso, 1810

Trisopterus luscus Linnaeus, 1758

Zosterisessor ophiocephalus Pallas, 1814

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Habitat Suitability Models HSMs

Generalized Linear ModelsGeneralized Additive ModelsClassification Tree AnalysisRandom ForestBoosted Regression TreesMixture Discriminant AnalysisSurface Range Envelope

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Formule probabilité

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

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Formule Turnover

TO : pourcentage de turnoverP : nombre d’espèces perdues par celluleG : nombre d’espèces gagnées par celluleSR : Richesse spécifique actuelle par cellule

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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/

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Scénario A2

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Statut IUCN Actuellement 2041-2060 2070-2099

Eteinte 0 6 14

État critique 1 7 12

En danger 3 11 16

Vulnérable 1 7 3

Non concernée 70 44 30

Augmentation considérable des espèces sur la liste rouge de l’IUCN

Evolution des entrées sur la liste rouge

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Carte des différents bassins méditerranéens

Documents

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.,