Dynamique des populations de coraux scléractiniaires en milieu insulaire fragmenté (Polynésie française) : importance des traits d’histoire de vie, susceptibilité aux perturbations naturelles, et implications pour la trajectoire des populations et la résilience des récifs coralliens

Résumé : Les récifs coralliens sont soumis à une augmentation de la fréquence, de l’intensité et de la diversité des perturbations qui menacent la persistance des populations de coraux, ainsi que celle des espèces qui y sont associées. Les récifs de l’archipel de la Société en Polynésie française ont récemment connu deux perturbations majeures, une explosion démographique de l’étoile de mer corallivore Acanthaster planci et un cyclone. Dans ce contexte, ce programme de recherche a porté sur l’étude de la dynamique des populations de coraux et des principales communautés qui y sont associées sur la pente externe des îles de Moorea et de Raiatea. Les dynamiques des populations coralliennes et des communautés récifales sont gouvernées par une combinaison de facteurs intrinsèques propres aux espèces (e.g., taux de recrutement, vitesse de croissance, taux de mortalité, et susceptibilité aux facteurs de régulation) et de facteurs extrinsèques caractéristiques de leur environnement (e.g., qualité de l’habitat, degré de stress biotique et abiotique, fréquence et intensité des perturbations). En Polynésie française, ces dynamiques sont fortement orientées par les perturbations naturelles de grandes ampleurs qui influencent fortement la taille, la structure et la composition des communautés. Le premier volet de ce doctorat évalue l’impact de deux perturbations successives, l’explosion démographique d’Acanthaster et le cyclone, sur la dynamique des communautés récifales, et les conséquences sur la diversité et l’abondance des espèces. Cette première partie permet notamment de qualifier les modalités d’action de ces perturbations, ainsi que de quantifier leurs effets à différentes échelles spatiales et temporelles. Sur chacune des îles étudiées, les densités d’Acanthaster ont d’abord été observées sur une localité relativement restreinte à la base du récif de la pente externe, où les prédateurs ont fortement extirpé les populations coralliennes avant de se propager successivement aux sites et profondeurs adjacents, propageant ainsi progressivement la prolifération à l’ensemble du système récifal insulaire. De même, les Acanthaster ont montré des préférences alimentaires marquées selon les taxa coralliens, avec les genres Acropora, Montipora, autres genres scléractiniaires et Pocillopora ont été préférentiellement dévorés avant que ces prédateurs n’impactent significativement le genre Porites. Le passage du cyclone a montré relativement peu d’impact sur le recouvrement corallien sur des récifs déjà fortement affectés par les Acanthaster, mais a cependant fortement dégradé la structure physique des habitats récifaux auxquels sont inféodées de nombreuses espèces. Dans l’ensemble, le déclin corallien a résulté en une augmentation de la couverture en turf algal suite à une libération de la pression de compétition sur le substrat, et s’est répercuté dans le réseau trophique avec un effondrement des assemblages de poissons corallivores (famille Chaetodontidae) et, à l’inverse, un certain essor des assemblages de poissons herbivores (famille Scaridae). Cette réponse de l’écosystème, en termes de remaniement des assemblages de consommateurs en faveur de la régulation algale et la récupération corallienne, semble caractériser un écosystème à fort potentiel de résilience. Cependant, l’ampleur exceptionnelle des deux récentes perturbations, et la dérive progressive de la structure des communautés coralliennes face à la récurrence des perturbations, s’avèrent préoccupantes quant au maintien des services écologiques et de la diversité des récifs de la Polynésie française. Le second volet de ce manuscrit examine plus spécifiquement la dynamique des populations de coraux, sa variabilité spatiale et temporelle, et son lien avec les traits d’histoire de vie des espèces et avec les conditions environnementales. Cette seconde partie permet notamment de qualifier la structure de taille et de quantifier les taux de recrutement, de croissance et de mortalité des espèces dominantes du paysage corallien en Polynésie française, et d’identifier les stratégies de vie de ces taxa. Pocillopora montre une stratégie de type opportuniste, avec un fort investissement dans la production et la dispersion larvaire, et une taille et une durée de vie relativement limitée des colonies. A l’inverse, Porites montre une stratégie basée sur la persistance des colonies sur le récif, avec un faible taux de colonisation des habitats, mais en contrepartie une longévité importante et une forte résistance face aux perturbations. Acropora montre une stratégie encore distincte et basée sur la compétition, avec un taux de recrutement intermédiaire et une forte vitesse de croissance, mais cependant une susceptibilité importante aux perturbations. Avec leurs traits d’histoire de vie respectifs, ces différents taxa coralliens montrent des habilités variées à se maintenir et à dominer l’habitat récifal selon différents scénarios environnementaux. Le troisième volet de ce programme de recherche doctoral se concentre sur l’élaboration d’un modèle mathématique qui permet de prédire la trajectoire des assemblages coralliens sous divers scénarios environnementaux. Cette troisième partie permet notamment de simuler la dynamique des populations des principaux taxa scléractiniaires de Polynésie française, (1) lors d’une phase de colonisation de l’habitat récifal, et (2) face à une augmentation hypothétique de la fréquence des proliférations du prédateur Acanthaster. En concordance avec les stratégies de vie des espèces telles qu’identifiées au second volet de ce manuscrit, Pocillopora s’avère être le meilleur colonisateur des habitats, Acropora domine les assemblages sous un environnement relativement stable, et Porites est le moins affecté par les perturbations répétitives. La récurrence des perturbations affecte la structure et la pérennité des assemblages coralliens. Grâce à une pression anthropique relativement faible et restreinte à quelques sites particuliers, les récifs coralliens de la Polynésie française figurent parmi les plus résilients de notre planète. Cependant, à l’image d’autres récifs, les suivis à long terme montrent une augmentation de la fréquence et de l’intensité des perturbations qui en viennent à menacer le maintien des coraux, ainsi que des communautés récifales qui y sont associées. Aujourd’hui, les récifs coralliens sont globalement en déclin, et semblent être les précurseurs d’une dynamique partagée par de nombreux écosystèmes naturels. Dans l’ère actuelle des perturbations anthropiques et des changements climatiques globaux, l’investigation des processus de régulation des communautés et des capacités de résilience s’avère primordiale pour une gestion durable de ces écosystèmes si précieux.
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Thèse
Biodiversité et Ecologie. École Pratique des Hautes Études (USR 3278 CNRS – CRIOBE – EPHE, Moorea, Polynésie française); Université de Perpignan (Laboratoire d’Excellence ‘‘CORAIL’’, Perpignan, France), 2011. Français
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Contributeur : Isabelle Gasser <>
Soumis le : jeudi 7 janvier 2016 - 03:11:14
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Mohsen Kayal. Dynamique des populations de coraux scléractiniaires en milieu insulaire fragmenté (Polynésie française) : importance des traits d’histoire de vie, susceptibilité aux perturbations naturelles, et implications pour la trajectoire des populations et la résilience des récifs coralliens. Biodiversité et Ecologie. École Pratique des Hautes Études (USR 3278 CNRS – CRIOBE – EPHE, Moorea, Polynésie française); Université de Perpignan (Laboratoire d’Excellence ‘‘CORAIL’’, Perpignan, France), 2011. Français. 〈tel-01251936〉

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