Les méduses pourraient dominer un certain océan Arctique | Polarjournal
Une étude de l’AWI montre que les méduses de l’océan Arctique profitent du changement climatique et se répandent plus au nord. (Photo : Institut Alfred Wegener / Joan J. Soto-Angel)

Le changement climatique met d’innombrables organismes marins sous pression. Cependant, les méduses des océans du monde entier pourraient en fait bénéficier de l’augmentation de la température de l’eau, y compris et surtout dans l’océan Arctique, comme l’ont démontré avec succès des chercheurs de l’Institut Alfred Wegener. Dans des modèles informatiques, ils ont exposé huit espèces de méduses très répandues dans l’Arctique à la hausse des températures, au recul de la glace de mer et à d’autres conditions environnementales changeantes. Résultat : d’ici la seconde moitié de ce siècle, toutes les espèces en question, sauf une, pourraient étendre considérablement leur habitat vers les pôles. La « méduse à crinière de lion » pourrait même tripler la taille de son habitat, ce qui pourrait avoir des conséquences dramatiques pour le réseau alimentaire marin et les populations de poissons de l’Arctique. L’étude vient d’être publiée dans la revue Limnology and Oceanography.

Hydrozoaire Aglantha digital. (Photo : Institut Alfred Wegener / Mario Hoppmann)

À l’avenir, les méduses et autres zooplanctons gélatineux pourraient être l’un des rares groupes d’organismes à bénéficier du changement climatique. Comme l’ont confirmé de nombreuses études, les cnidaires transparents, les cténophores et les tuniciers pélagiques prospèrent grâce à l’augmentation de la température de l’eau, mais aussi à la contamination par les nutriments et à la surpêche. Combinés, ces facteurs pourraient entraîner un changement majeur dans l’océan – d’un réseau alimentaire productif dominé par les poissons à un océan beaucoup moins productif rempli de méduses. C’est pourquoi de nombreux chercheurs mettent déjà en garde contre une « gélification des océans » imminente, c’est-à-dire une augmentation des populations de méduses à l’échelle mondiale.

« Les méduses jouent un rôle important dans le réseau alimentaire marin », explique Dmitrii Pantiukhin, chercheur postdoctoral à ARJEL (Arctic Jellies), un groupe de recherche junior spécialisé dans les méduses arctiques à l’Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz pour la recherche polaire et marine (AWI). « Maintenant que le changement climatique exerce une pression accrue sur les organismes marins, il peut souvent donner au zooplancton gélatineux une longueur d’avance sur ses concurrents pour la nourriture, comme les poissons. Cela affecte à son tour l’ensemble du réseau alimentaire et, en fin de compte, les poissons eux-mêmes : de nombreux types de méduses se nourrissent de larves et d’œufs de poissons, ce qui peut ralentir ou empêcher la reconstitution des populations de poissons déjà sous pression, qui sont souvent aussi fortement pêchées par l’homme. Ainsi, quiconque s’intéresse à l’évolution future du poisson, une source de nourriture importante pour nous, doit garder un œil sur les méduses ».

Scyphozoaire Cyanea capillata (Photo : Joan J. Soto-Angel)

Malgré leur importance pour tous les organismes marins, les organismes gélatineux transparents sont souvent oubliés ou négligés dans les études écologiques et les simulations basées sur des modèles. L’étude que viennent de publier Dmitrii Pantiukhin et son équipe comble une lacune importante dans nos connaissances, tout en se concentrant sur un point névralgique du changement climatique. « De tous les océans, c’est l’océan Arctique qui se réchauffe le plus rapidement », explique le premier auteur de l’étude. « En outre, environ 10 % des rendements de la pêche mondiale proviennent de l’Arctique. Le Grand Nord est donc le site idéal pour nos recherches ».

On en sait déjà beaucoup sur la physiologie des méduses, notamment sur la plage de température optimale pour leur développement. Au cours de l’étude, l’équipe de l’AWI a combiné des modèles tridimensionnels de distribution des espèces avec les composantes océanographiques du modèle du système terrestre de l’Institut Max Planck (MPI-ESM1.2). « Les simulations de la répartition des espèces dans l’océan sont souvent bidimensionnelles, un peu comme une carte », explique Charlotte Havermans, chef du groupe de recherche junior ARJEL à l’AWI. « Mais la distribution des communautés de méduses en particulier dépend fortement de la profondeur spécifique de l’eau. C’est pourquoi nous avons rendu nos modèles d’espèces tridimensionnels. Après les avoir couplés au modèle du système terrestre du MPI, nous avons pu calculer comment la distribution des huit principales espèces de méduses pourrait changer entre la période de référence, de 1950 à 2014, et la seconde moitié de ce siècle, de 2050 à 2099. Pour les années futures, nous avons appliqué le scénario climatique ‘ssp370’, c’est-à-dire une trajectoire de développement où les émissions de gaz à effet de serre restent modérées à élevées ».

Les résultats sont éloquents : sept des huit espèces – y compris les méduses (Beroe sp. / + 110 %) et les tuniciers pélagiques (Oikopleura vanhoeffeni / + 102 %) – pourraient étendre leur habitat vers les pôles, dans certains cas massivement, d’ici la période 2050-2099, et pourraient également bénéficier de la perte progressive de la glace de mer. La gelée capillaire Cyanea capillata, familièrement appelée « méduse à crinière de lion », pourrait surtout s’étendre vers le nord, triplant presque la taille de son habitat (+ 180 %). Seule une des espèces étudiées (Sminthea arctica) connaîtrait une légère diminution de son habitat (- 15 %), car elle devrait se retirer à de plus grandes profondeurs pour trouver sa plage de température optimale.

Hydrozoaire Sminthea arctica. (Photo : Institut Alfred Wegener / Mario Hoppmann)

« Ces résultats montrent clairement à quel point le changement climatique pourrait affecter les écosystèmes de l’océan Arctique », déclare Dmitrii Pantiukhin, expert de l’AWI. « L’expansion prévue des habitats des méduses pourrait avoir des effets considérables, en cascade, sur l’ensemble du réseau trophique.

Une question reste en suspens : comment les stocks de poissons de l’Arctique seraient-ils affectés par l’expansion des méduses ? « De nombreux éléments indiquent que les principales espèces de poissons de l’Arctique, comme la morue polaire, dont les larves et les œufs sont fréquemment mangés par les méduses, ressentiront encore plus la pression », déclare Charlotte Havermans, chef du groupe ARJEL. « Notre étude constitue donc une base importante pour la poursuite des recherches dans ce domaine. Les plans de gestion du secteur de la pêche doivent de toute urgence tenir compte de cette évolution dynamique afin d’éviter l’effondrement des stocks exploités commercialement et de les gérer de manière durable ».

Source : AWI, Bremerhaven AWI, Bremerhaven

Publication originale

Dmitrii Pantiukhin, Gerlien Verhaegen, Charlotte Havermans : Pan-Arctic distribution modeling reveals climate-change-driven poleward shifts of major gelatinous zooplankton species ; Limnology & Oceanography (2024). DOI : 10.1002/lno.12568

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