1. Impact du changement climatique sur les performances reproductives de l�����toile de mer corallivore Acanthaster sp
- Author
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Hue, Thomas and Baret, Marguerite
- Subjects
Coral reefs ,Larves ,Acidification des oc��ans -- Nouvelle-Cal��donie ,363.78 ,��cologie des r��cifs coralliens -- Nouvelle-Cal��donie ,D��veloppement ,Development ,Larvae ,Climate change ,Infestations ,571.1 ,Développement ,Récifs coralliens ,Changement climatique ,Reproduction ,Acanthaster -- Nouvelle-Calédonie ,Acidification des océans -- Nouvelle-Calédonie ,Climat -- Changements -- Nouvelle-Calédonie ,R��cifs coralliens ,[SDV.EE.BIO] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Bioclimatology ,Acanthaster ,[SDV.BA.ZI] Life Sciences [q-bio]/Animal biology/Invertebrate Zoology ,Climat -- Changements -- Nouvelle-Cal��donie ,FOS: Medical biotechnology ,Acanthaster -- Nouvelle-Cal��donie - Abstract
Les infestations des ��toiles de mer corallivores du genre Acanthaster repr��sentent une des menaces les plus importantes qui p��sent actuellement sur les r��cifs coralliens de la zone Indopacifique. En d��pit d���efforts de recherche cons��quents ces trois derni��res d��cennies, les facteurs d���initiation de ces infestations restent m��connus. Des travaux r��cents proposent que les processus li��s au changement climatique, notamment le r��chauffement et l���acidification des oc��ans, pourraient favoriser certains stades de vie des acanthasters, en particulier la phase larvaire p��lagique qui est consid��r��e comme un goulot d�����tranglement pour la dynamique des populations. Dans ce contexte, nous avons ��tudi�� les effets du r��chauffement et de l���acidification des oc��ans pr��vus d���ici la fin du si��cle suivant le sc��nario classique business-as-usual du GIEC (+2 ��C ; pH 7,75) sur les performances de reproduction des acanthasters apr��s les avoir acclimat�� aux diff��rentes conditions. Les reproductions in vitro ont ��t�� effectu��es avant d�����tudier les processus biologiques suivants, de la fertilisation aux derniers stades larvaires. R��pliquer les exp��riences deux ann��es cons��cutives a permis de pr��ciser la p��riode optimale de reproduction en Nouvelle-Cal��donie, qui semble se situer en d��cembre quand la temp��rature de l���eau d��passe 26 ��C. Nos r��sultats ont montr�� que les futures modifications des param��tres physico-chimiques de l���eau pourraient avoir des effets contrast��s suivant les stades de vie et surtout suivant la saisonnalit�� de reproduction. A mesure que l���on s�����loigne de la p��riode de reproduction optimale, les effets deviennent particuli��rement n��fastes, avec un succ��s de fertilisation divis�� par trois dans les conditions chauff��es, associ�� �� une augmentation de la mortalit�� (+25%) ainsi que du taux d���anormalit�� (jusqu����� 100%) des larves dans les conditions acidifi��es. Nos r��sultats sugg��rent que le r��chauffement climatique pourrait entrainer un avancement de la p��riode de reproduction des acanthasters, puis un allongement pour se rapprocher de la p��riode observ��e aux latitudes plus basses. En revanche, lors de la p��riode optimale de reproduction, nous avons observ�� des effets faibles �� mod��r��s de la temp��rature sur les ��ufs, les RGS, les taux de fertilisation, et la taille des premiers stades larvaires. Nous avons aussi montr�� que toutes les larves ��taient syst��matiquement plus grandes dans les traitements acidifi��s, quel que soit le stade larvaire. De plus, nous avons d��tect�� des retards de d��veloppement larvaire provoqu��s par la temp��rature et par le pH, qui pourraient se traduire par un allongement du cycle larvaire dans la nature, associ�� avec une diminution du nombre de recrues. N��anmoins, aucune mortalit�� significative n���a ��t�� montr��e sur les larves issues des reproductions faites en p��riode optimale, sugg��rant une possible acclimatation des adultes aux conditions futures. Ajouter une phase d���acclimatation �� des conditions modifi��es de temp��rature et de pH n���avait jamais ��t�� fait sur les acanthasters, et les diff��rences de r��sultats entre le projet doctoral et les ��tudes pr��c��dentes ayant omis cette phase d���acclimatation soulignent l���importance de cette phase pour de futurs travaux. Bien que nos travaux aient ��t�� r��alis��s sur une p��riode sp��cifique dans des conditions contr��l��es, qui sont diff��rentes des conditions naturelles, il semble que les acanthasters se soient acclimat�� aux conditions modifi��es et ont produit des larves r��sistantes. Le changement climatique ��tant un ph��nom��ne lent, il est tr��s probable que les acanthasters s���acclimatent aux conditions futures et que la dynamique des populations ne soit pas affect��e. Nos travaux ont permis d���augmenter les connaissances des effets du changement climatique sur les acanthasters et de pr��ciser la p��riode optimale de reproduction en Nouvelle-Cal��donie., Outbreaks of the coral-eating starfish Acanthaster sp. represent one of the most severe threats to coral reefs in the Indo-Pacific zone. Despite significant research efforts over the last three decades, the factors behind the initiation of these outbreaks remain poorly understood. Recent work proposes that processes related to climate change, notably ocean warming and acidification, could favour certain life stages in particular the pelagic larval phase, which is considered a bottleneck for population dynamics. In this context, we studied the effects of ocean warming and acidification predicted by the end of the century according to the classical IPCC business-as-usual scenario (+2��C; pH 7.75) on the reproductive performances of acanthasters after exposing the adults to different conditions. The reproductions were carried out in vitro before studying the following biological processes from fertilization to the final larval stages. Replicating the experiments two years in a row made it possible to specify the optimal reproduction period in New Caledonia, which seems to be in December when the water temperature exceeds 26��C. Our results showed that future modifications of the physico-chemical parameters of the water could have contrasting effects according to the life stages and especially according to the seasonality of reproduction. As one moves away from the optimal reproduction period, the effects become particularly deleterious, with a fertilization success divided by three under heated conditions, associated with an increase in mortality (+25%) as well as in the abnormality rate (up to 100%) of the larvae under acidified conditions. Our results suggest that global warming could lead to an advancement of the breeding period of acanthasters, then a lengthening to approach the period observed at lower latitudes. On the other hand, during the optimal breeding period, we observed weak to moderate effects of temperature on eggs, RGS, fertilization rates, and size of early larval stages. We also showed that all larvae were consistently larger in acidified treatments, regardless of larval stage. In addition, we detected delays in larval development caused by temperature and pH, which could result in a lengthening of the larval cycle in nature, associated with a decrease in the number of recruits. Nevertheless, no significant mortality was shown on larvae resulting from breeding during the optimal period, suggesting possible acclimation of adults to future conditions. Adding an acclimation phase to modified temperature and pH conditions had never been done on acanthasters, and the differences in results between the doctoral project and previous studies that omitted this phase underline its importance for future work. Although our work was carried out over a specific period of time under controlled conditions, which are different from natural conditions, it seems that the acanthasters acclimatized to the modified conditions and produced resistant larvae. Since climate change is a slow phenomenon, it is very likely that acanthasters will acclimatize to future conditions and that population dynamics will not be affected. Our work has increased knowledge of the effects of climate change on acanthasters and clarified the optimal breeding period in New Caledonia.
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- 2021
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