Une nouvelle approche pour examiner les effets du changement climatique sur les écosystèmes marins pourrait fournir une compréhension plus précise des réponses au changement climatique – et des prévisions des conséquences futures – selon un nouvel article co-écrit par un biologiste de l’Université Brown.
Le document, publié dans le Revue annuelle d’écologie, d’évolution et de systématique, met en évidence l’interaction entre la tendance au réchauffement climatique et les fluctuations des températures locales. Ces deux propriétés provoquent des événements atypiques chauds tels que des vagues de chaleur marines qui se produisent avec une fréquence et une ampleur croissantes.
Cependant, l’interaction entre le réchauffement climatique constant et les pics de températures locales a tendance à être sous-estimée, selon le co-auteur de l’étude Jon Witman, professeur de biologie à l’Université Brown.
« Les études sur le changement climatique se concentrent souvent sur la tendance au réchauffement climatique », a déclaré Witman. « Mais les organismes dans l’océan subissent également des fluctuations de température, et cela est moins étudié et donc moins compris. Ce que nous essayons de faire, c’est d’ajouter plus de réalité aux études sur le changement climatique océanique en considérant à la fois la tendance douce et ascendante du réchauffement climatique comme ainsi que la variabilité qui s’ajoute à cette tendance.
Le document propose une nouvelle approche pour comprendre et modéliser les effets du changement climatique marin, avec des suggestions pour de futures recherches.
Witman a proposé le corail comme exemple illustrant la nécessité d’une nouvelle approche. Alors qu’un organisme comme le corail tente déjà de s’adapter à la tendance à la hausse des températures, a-t-il noté, il subit ensuite une vague de chaleur, qui provoque une augmentation importante et soudaine de la température.
Les pics de température ont tendance à conduire au blanchissement des coraux, c’est-à-dire lorsque les coraux soumis à un stress métabolique expulsent les algues microscopiques bénéfiques qui y vivent et deviennent blanches. Si la température reste élevée et que les algues ne parviennent pas à retourner vers leur corail hôte, le corail blanchi mourra.
Witman a souligné les vagues de chaleur en Méditerranée qui ont entraîné une augmentation du blanchissement des coraux et la mort des coraux et des gorgones.
Des événements extrêmes tels que les vagues de chaleur peuvent altérer ou endommager les écosystèmes marins de manière à les rendre plus vulnérables à la fois au changement climatique progressif et aux prochaines fluctuations de température, a ajouté Witman. Un modèle plus réaliste pourrait aider les scientifiques à mieux identifier les zones dans lesquelles les coraux sont plus susceptibles de mourir lors d’un événement extrême, mettant ainsi en danger les organismes dépendant des coraux au fil du temps, a-t-il déclaré.
Dans d’autres cas, la variabilité de la température peut conduire à une réponse opposée chez l’organisme affecté : une capacité à s’acclimater ou à s’adapter aux températures extrêmes, en fonction de leur fréquence et de leur intensité.
Ces réponses à des événements variables comme les vagues de chaleur s’aggravent et sont aggravées par les effets causés par l’augmentation rapide et constante des températures des océans, a déclaré Witman.
Witman a collaboré avec Andrew Pershing de l’organisation à but non lucratif Climate Central, qui a étudié la biologie au premier cycle à Brown, et John Bruno, professeur de biologie à l’Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, qui a obtenu un doctorat. en écologie et biologie évolutive de Brown.
Dans leur article, Bruno, Pershing et Witman ont étudié la manière dont les organismes et les communautés s’adaptent ou s’ajustent à la fois aux tendances douces et aux changements variables, puis ont passé en revue les processus qui influencent la vitesse à laquelle les communautés marines s’adaptent aux changements de leur environnement physique – ainsi que ceux processus qui pourraient entraver l’adaptation ou l’acclimatation. Les chercheurs ont souligné que tous ces facteurs illustrent pourquoi il est essentiel de prendre en compte les deux types de changement lors de l’étude des climats marins.
« Si nous étudions simplement la façon dont les organismes réagissent à la tendance douce, nous passons à côté de toute la variabilité qui est à l’origine du changement écologique », a déclaré Witman. « Il ne s’agit pas seulement d’une aggravation du stress physiologique au fil du temps ; il existe également des événements variables qui ont leurs propres effets d’entraînement. »
Dans cet article, les chercheurs ont créé un modèle global qui montre la variabilité de la température par rapport à la tendance, mettant en évidence les régions où les températures extrêmes sont susceptibles d’avoir des effets particulièrement délétères. Dans les zones du golfe du Maine, de la mer des Caraïbes et de la mer Méditerranée, écrivent-ils, il existe de fortes probabilités de réchauffements exceptionnels et de « surprises écologiques ». Les recherches montrent que les principales espèces fondamentales de ces régions, comme le varech et les coraux, ont déjà subi d’importants changements liés au climat.
« Ces domaines, en particulier, méritent d’être étudiés pour améliorer notre compréhension de ce qui va se passer dans le futur, ainsi que notre conception de ce que nous appelons ‘le nouvel océan' », a déclaré Witman.
Ce travail a été soutenu par la National Science Foundation, Biological Oceanography Program (OCE-2035354, OCE-1851866, OCE-2128592).