Les modèles de halo autour des récifs coralliens peuvent signaler la résilience

Une théorie est la peur. Le perroquet et d’autres herbivores laisseront un refuge d’un récif pour manger des algues ou les herbiers marins environnants, mais leur peur d’être englouti par les prédateurs peut les empêcher de se détourner trop loin ou de manger trop, de créer, ce que l’on appelle des bandes de halos « de pâturage » entourant les récifs où la végétation existait une fois.

Des études antérieures ont proposé que ces halos et d’autres puissent refléter ce qui est connu en écologie comme la théorie du «paysage de la peur»: la peur de la prédation fait que les proies modifient leur comportement de recherche de nourriture, ce qui peut entraîner la création du marquage des halos où les proies se sentent en sécurité à manger.

Mais si la peur crée des halos, les chercheurs voulaient savoir pourquoi certains récifs avec des requins et d’autres prédateurs ont des halos tandis que d’autres ne le font pas et pourquoi les halos ne sont pas plus importants où la surpêche a supprimé de nombreux prédateurs.

Une nouvelle étude publiée dans Le naturaliste américainrelie les motifs de halo pâturés dans les récifs coralliens, ainsi que ceux des autres habitats inégaux, aux modèles spatiaux de l’habitat du refuge lui-même. Étant donné que des halos n’existent que des parcelles d’habitat dans le refuge, l’équipe voulait examiner à quoi ressembleraient les halos là où les coraux sont regroupés par rapport à dispersés à travers le paysage marin. Dans le cadre de l’analyse, l’équipe a également décidé de déterminer si les modèles de halo pourraient être utilisés pour évaluer à quel point les différents récifs sont sains ou stressés.

Ils ont créé deux modèles mathématiques pour étudier l’effet du regroupement de l’habitat des abris sur les modèles de halo. Ensuite, ils ont utilisé l’île Heron dans la Grande Barrière de Corail au large du Queensland, en Australie, en tant qu’étude de cas, en appliquant des données par satellite-imagerie du système de récif corallien pour tester leur modèle.

Ils ont sélectionné Heron Island tel qu’il a été étudié de manière approfondie. De plus, le changement climatique est la plus grande menace pour le grand récif de barrière en raison des événements de blanchiment des coraux, de l’acidification des océans, des événements météorologiques extrêmes et des changements d’habitat.

Dans le premier modèle, l’équipe a démontré à quel point les règles géométriques simples décrivant comment les cercles se chevauchent déterminent la quantité de couverture de végétation attendue lorsque les parcelles d’habitat sont regroupées ou dispersées.

« Si l’habitat du refuge est étroitement emballé dans un seul espace, il n’y a pas beaucoup de place pour les proies nerveuses à explorer et moins de végétation à manger », a déclaré l’auteur principal Theresa Ong, professeur adjoint d’études environnementales à Dartmouth. « Mais si l’abri est réparti plus uniformément, les halos se taillent plus d’espace vide dans le paysage et leurs modèles distinctifs disparaissent les uns dans les autres pendant qu’ils se chevauchent. » En d’autres termes, il est plus difficile de voir un halo individuel s’il y a beaucoup de halos qui se chevauchent et pas de végétation qui l’entoure.

Les chercheurs ont conçu leur modèle pour être général, afin qu’il puisse être appliqué à n’importe quel écosystème où les organismes paissent près de leur habitat, comme un troupeau de bovins qui pèle près des arbres dans un pâturage.

Mais ce modèle est statique et suppose que le pâturage reste constant dans le temps, donc les chercheurs ont développé un deuxième modèle pour examiner comment la dynamique entre les herbivores et la végétation peut avoir un impact sur la présence et la taille des halos.

Les résultats ont révélé deux scénarios. Lorsque les patchs de corail sont dispersés, l’abri des prédateurs est également dispersé, ce qui peut entraîner un surpâturage. Ceci, à son tour, crée un système cyclique qui oscille entre la présence et l’absence de végétation. En d’autres termes, les halos dans un récif peuvent émerger puis disparaître mais réapparaître à nouveau en temps voulu.

Cependant, lorsque les patchs coralliens sont densément regroupés, ce qui entraîne un abri limité, les halos sont plus susceptibles de rester stables.

Dans les récifs sains, les populations de prédateurs ont tendance à contraindre les herbivores du pâturage, mais les modèles de halo stables et cycliques sont possibles dans ces systèmes.

Les auteurs disent que le suivi des modèles de halo au fil du temps peut être plus important que le suivi des tailles.

L’équipe a émis l’hypothèse que les halos persistants ne devraient vraiment exister que lorsque les herbivores sont très limités et que l’abri est regroupé. « Cependant, la présence de halos et le phénomène des halos apparaissant et disparaissant au fil du temps est en fait cohérent avec le paysage de la théorie de la peur », explique Ong. « Et cela pourrait expliquer pourquoi le lien entre les largeurs de halo et la santé communautaire des récifs est faible. »

Selon les co-auteurs, les herbivores doivent être limités en consommant toute la végétation par quelque chose pour que des halos statiques se produisent; Sinon, les fluctuations sont probables. Ils disent que c’est une dynamique de prédateur assez typique: lorsque les herbivores consomment tout, il n’y a plus de nourriture et leur population s’écrasera, mais que la végétation et les herbivores finissent par se rétablir, entraînant des halos qui se développent, se rétrécissent et disparaissent avec le temps. « Les halos oscillants ne sont pas nécessairement un signe de surpêche ou de mauvaise santé des récifs », explique Ong. « Ce qui est plus préoccupant, c’est que les halos statiques commencent soudainement à faire du vélo ou si les halos cycliques deviennent soudainement statiques, ce qui pourrait indiquer un changement majeur dans la santé et la résilience du système. »

La recherche sur le terrain, y compris dans l’océan et aux récifs coralliennes, est assez difficile, en particulier dans une grande zone. L’utilisation de l’imagerie par satellite offre aux chercheurs la capacité d’examiner les sites de recherche potentiels en un coup d’œil et d’obtenir une idée approximative de ce qui arrive à la santé d’un récif, qui pourrait être très précieux à des fins de conservation.

« Il y a beaucoup d’espèces endémiques sur les récifs, en particulier sur la grande barrière récifale, que nous pourrions facilement perdre en raison des effets de composition du changement climatique et de la surpêche, donc acquérir une meilleure compréhension de la façon dont les modèles de halo reflètent la dynamique de la communauté des récifs peuvent être utiles dans les efforts de conservation des récifs », explique ONG. « Le suivi des halos au fil du temps peut nous aider à suivre si les populations de prédateurs sont intactes et que le récif est sain. »

Lisa C. McManus à l’Université d’Hawa’i à Manoa et Vitor V. Vasconcelos à l’Université d’Amsterdam, aux Pays-Bas, a été co-auteurs et Luojun Yang à l’Université de Princeton et Chenyang Su à Dartmouth, a également contribué à l’étude.