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Jun 18, 2023

Les conditions environnementales changeantes ont modifié l’écologie alimentaire de deux prédateurs marins clés de l’Arctique

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 14056 (2023) Citer cet article Détails des mesures Les changements environnementaux dans l'Arctique ont eu un impact sur la composition et la structure des réseaux trophiques marins. Suivi

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 14056 (2023) Citer cet article

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Les changements environnementaux dans l’Arctique ont eu un impact sur la composition et la structure des réseaux trophiques marins. Le suivi des changements dans l’écologie alimentaire de l’omble chevalier (Salvelinus alpinus) et du phoque annelé (Pusa hispida), qui ont une valeur culturelle, peut fournir une indication de l’importance écologique du changement climatique dans une région vulnérable. Nous avons caractérisé comment les changements dans les conditions de la glace de mer, la température de la surface de la mer (SST) et la productivité primaire ont affecté l'écologie alimentaire de ces deux espèces clés sur une période de 13 et 18 ans, respectivement, dans le nord du Labrador, au Canada. L'omble chevalier se nourrissait constamment de ressources pélagiques (δ13C), mais passait au fil du temps à se nourrir à un niveau trophique plus élevé (δ15N) et à davantage de ressources marines/offshore (δ34S), ce qui était en corrélation avec une diminution de la concentration de chlorophylle a. Une réduction du facteur de condition de l’omble chevalier et de la teneur en lipides était associée à une position trophique plus élevée. Les phoques annelés ont également commencé à s'alimenter à un niveau trophique plus élevé, mais à partir de ressources plus pélagiques, ce qui était associé à des concentrations de SST plus faibles et de concentrations plus élevées de chlorophylle a. Les années avec des SST anormalement élevées et des concentrations réduites de glace de mer ont entraîné de grandes tailles de niches isotopiques pour les deux espèces, ce qui suggère qu'un changement brusque peut entraîner une alimentation plus variable. Les changements dans l'abondance et la répartition d'espèces appréciées depuis longtemps par les Inuits du Labrador pourraient diminuer la sécurité alimentaire.

Les indicateurs de changement climatique des dernières décennies révèlent que les écosystèmes arctiques évoluent à un rythme accéléré et atteignent un état sans précédent1,2,3,4,5,6. Le réchauffement dans l’Arctique se produit à un rythme près de 4 fois plus rapide que la moyenne mondiale1, ce qui entraîne une diminution accélérée de la concentration, de l’étendue et de l’épaisseur annuelle moyenne de la glace de mer2. L’augmentation des températures de l’air et la réduction de la glace de mer influencent d’autres facteurs environnementaux, notamment la température de la surface de la mer et la productivité primaire, qui entraînent des modifications des réseaux trophiques marins de l’Arctique et un déplacement de l’aire de répartition des animaux vers le nord3,4,5. En raison de ces changements, l’Arctique devrait connaître un renouvellement des espèces cinq fois supérieur à la moyenne mondiale6.

La dynamique du réseau trophique marin de l’Arctique dépend en grande partie des conditions de glace de mer qui ont un impact sur la production primaire et les processus biogéochimiques7,8. Le moment de la débâcle de la glace de mer et des proliférations printanières de phytoplancton qui s’ensuit initient une période de productivité primaire élevée qui entraîne le transfert d’énergie à travers le réseau trophique pendant les mois d’été. Les espèces de niveau trophique intermédiaire à supérieur, telles que l’omble chevalier (Salvelinus alpinus) et le phoque annelé (Pusa hispida), dépendent fortement de la production soutenue par ces proliférations printanières de phytoplancton pendant les périodes d’alimentation estivale intense9,10. Les changements dans les conditions de la glace de mer peuvent donc avoir un impact sur le comportement alimentaire des espèces qui dépendent intrinsèquement de la productivité résultant de la débâcle de la glace de mer, notamment le phoque annelé de la baie d'Hudson et l'ours polaire (Ursus maritimus)11. Le changement climatique a également permis l’expansion vers le nord des poissons fourragers, comme le capelan (Mallotus villosus), qui sont de plus en plus présents dans le régime alimentaire de l’omble chevalier et du phoque annelé12,13, ainsi que des oiseaux marins de l’Arctique, comme le guillemot de Brünnich. (Uria lomvia)14. L’expansion de l’aire de répartition géographique du capelan a réduit la consommation de béluga (Delphinapterus leucas) de flétan du Groenland (Reinhardtius hippoglossoides) au profit du capelan pendant les mois d’été15, soulignant la nature complexe des impacts sur le réseau trophique associés à l’intrusion de nouvelles espèces.

L’omble chevalier et le phoque annelé sont de bons indicateurs du changement écologique dans l’Arctique en raison de leur répartition circumpolaire, de leur grande abondance et de leur sensibilité aux conditions environnementales16,17. Ces espèces sont également des éléments clés pour les besoins alimentaires, économiques et culturels des Inuits de tout l’Arctique18,19. Les conditions de la glace de mer sont importantes pour les deux espèces, car les phoques annelés utilisent la glace de mer printanière pour muer, se reproduire et élever leurs petits, tandis que l'omble chevalier anadrome et itéropare migre vers le milieu marin après la débâcle printanière de la glace de mer pour profiter d'une alimentation estivale favorable. , retournant dans les mêmes systèmes d'eau douce à la fin de l'été et au début de l'automne pour frayer et hiverner20,21. La débâcle de la glace marine initie une période d’alimentation intense qui est essentielle à la condition et à la survie de l’omble chevalier et du phoque annelé, car ils intègrent des lipides pour se préparer à l’hiver et à la reproduction9,10. Cependant, des décalages temporels ont entraîné une modification de la production de zooplancton en réponse à la fonte précoce des glaces de mer et à la prolifération du phytoplancton, ce qui affecte le comportement alimentaire de l'omble chevalier et des phoques annelés, ainsi que de leurs proies22,23,24,25,26,27.