Nouvel Article: 8 Mars 2017 (Almany et al.)

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Distances de dispersion des jeunes poisons; une clé pour une meilleure conservation
8 Mai 2017 | Contact: Serge PLANES| Nature Ecology & Evolution

  • La plus grande étude de la dispersion des larves pour informer le dimensionnement optimal et l'espacement des réserves marines

Réserves marines - sections de l'océan où la pêche est interdite – ont pour objectif de promouvoir la durabilité des récifs coralliens en empêchant la surpêche et en augmentant l'abondance et la diversité des poissons. Mais pour être efficace, elles doivent être bien dimensionnées d'une manière qui intègre la dispersion des jeunes stades de développement des poissons après la ponte.

Les scientifiques du CRIOBE, ainsi que des chercheurs d'Australie, des États-Unis et d'Arabie Saoudite, ont mesuré avec succès les distances de dispersion de deux espèces de poissons de corail dans une zone de plus de 8 000 km2. L'étude, publiée dans le numéro du 8 mai 2017 de la revue Nature Ecology & Evolution, rapporte l'étude la plus vaste et la plus complète sur la dispersion des larves jamais réalisée et a des implications importantes pour le dimensionnement et la distribution des réserves marines.

«La question : À quelle distance les poissons se disperseront-ils à l’échelle d’une vie? est essentielle lorsque vous commencez à réfléchir à la façon dont les réserves marines devraient être pensées », a déclaré Serge Planes, co-auteur de l'étude et directeur du CRIOBE. « C'est la première fois que nous avons pu mesurer les distances de dispersion sur les échelles spatiales qui sont pertinentes pour les réserves marines, ce qui signifie que nous pouvons maintenant fournir des données qui peuvent conforter la gestion de l’espace et le dimensionnement optimal ».

Questions de taille des reserves marines
Les réserves maritimes sont très variables en forme et en taille. Mais si une réserve est trop petite, elle ne peut pas accueillir suffisamment de larves pour soutenir les populations sur place. Et si elle est trop grande, les larves resteront simplement dans les limites de la réserve sans contribuer aux pêcheries environnantes - un rôle secondaire critique que les réserves maritimes doivent jouer pour améliorer la les pêcheries locales.

Précédemment, pour comprendre la dispersion des poissons les scientifiques se sont appuyés sur les approches de génétique de population classiques qui ne permettaient pas de mesurer la dispersion sur l'espace et les échelles de temps contemporaines, pertinentes dans le contexte de la gestion des aires protégées. Plus récemment, les écologistes se sont tournés vers des modèles informatiques reproduisant les courants marins pour suivre les particules à travers des océans virtuels.

Une approche empirique unique
Pour surmonter ces limites, Serge Planes et ses collaborteurs ont réalisé des mesures directes de la dispersion de la pahse larvaire. Ils ont recueilli des échantillons d'ADN provenant de milliers de poissons clowns et de poissons papillons adultes et juveniles dans toute la région de Kimbe Bay, en Papouasie-Nouvelle-Guinée en 2009 et en 2011. L'ensemble du processus d'échantillonnage s'est déroulé sous l'eau, l'équipe scientifique de 30 personnes a dépensé des milliers d'heures en plongée pendant plusieurs semaines chaque année.

Lorsque les scientifiques sont retournés au laboratoire, ils ont utilisé des analyses parentée, dont l’objectif est de faire correspondre les juvéniles avec leurs parents en comparant les combinaisons d'ADN. En intégrant les données de localisation géographique de chaque adults et de chaque jeune ils ont pu déterminer que la plupart des poissons-clowns de bébé étaient restés relativement proches de leurs parents, s'installant à des distances moyennes de 10 à 15 kilomètres du récifs de leur parents. Les papillons se sont dispersés plus loin, en moyenne sur des distances de 43 à 64 kilomètres avant de s'installer dans leurs nouveaux habitats.

Figure 1 : Schéma du réseau de dispersion larvaire de deux espèces de poissons récifaux parmi les sites d'étude de Kimbe Bay, Papouasie-Nouvelle Guinée.

« Comme nous connaissions les emplacements respectifs des adultes et des bébés, nous avons pu trouver les distances exactes de dispersion des larves. Nous ne parlons plus d'estimations mais de tracking in situ », a déclaré Planes.

Au-delà de la gestion des reserves marines
En plus de venir en appui à la conception des zones protégées, ces recherches peuvent aider à tester la capacité des réserves à remplir certaines fonctions clés en terme de conservation. Par exemple, ces mesures de dispersion pourraient permettre aux gestionnaires des pêches de surveiller l'efficacité des réserves existantes, ce qui contribue à la question de savoir si une réserve particulière contribue ou non au renouvellement des populations de poissons au-delà des limites. Ceci, selon Serge Planes est toujours très mal connu.

« Si vous pouvez identifier les larves d'une réserve dans une zone de pêche, vous avez alors une mesure directe de la contribution d’une reserve marine aux populations exploitées au-delà de la réserve", a-t-il déclaré. " Il s’agit là d’un argument pour convaincre les pêcheurs que les réseaux de réserves marines sont de bons outils de gestion de la pêche ».

En route vers le future de la gestion des océans
Selon Serge Planes, « alors que les récifs coralliens continuent de faire face à des pressions et des stress evironnementaux exercées par l'homme, les réserves marines continueront à servir d'outil important de gestion et de conservation. En tant que tel, il sera de plus en plus important de pouvoir fournir des mesures directes de la dispersion des larves et de trouver des moyens d'appliquer l'information à d'autres régions autour du globe. Les recherches futures porteront sur le développement de modèles bio-physique couplés dans la zone de notre étude qui permettront ensuite une généralisation vers d'autres regions, d’autres ecosystems marins à travers le monde. Il s’agit là d’une connaissance essentielle pour maintenir les efforts visant à promouvoir la résilience des écosystèmes des récifs coralliens face à l'exploitation et aux changements climatiques ».

RÉFÉRENCE
Almany, G. R. et al. Larval fish dispersal in a coral-reef seascape. Nat. Ecol. Evol. 1, 0148 (2017).

CONTACT
Serge Planes (Perpignan, France)

SOURCE DE FINANCEMENT
Australian Research Council funding to G.P.J., King Abdullah University of Science and Technology (baseline research funds to M.L.B. and a Special Partnership Collaborative Fellowship to M.L.B. and P.S.-A.) and NSF grants OCE0928442 and OCE1031256 to S.R.T.


ENGLISH VERSION

Travel distances of baby fish key to better conservation
8 Mai 2017 | Contact: Serge Planes | Nature Ecology & Evolution

  • Largest study of larval dispersal to inform optimal sizing and spacing of marine reserves.

Marine reserves – sections of the ocean where fishing is prohibited – promote coral reef sustainability by preventing overfishing and increasing fish abundance and diversity. But to be effective, they need to be sized right, and in a way that accounts for how far baby fish travel away from their parents after spawning.

Scientists at the CRIOBE (Centre de Recherches Insulaires et Observatoire de l’Environnement), along with researchers from Australia, the United States and Saudi Arabia, have successfully measured the dispersal distances of two coral reef fish species across nearly 8000 km2 section of the ocean – an area nearly four times the size of French Polynesia. The study, published in the 8 May 2017 issue of the journal Nature Ecology & Evolution, marks the largest, most comprehensive study of larval dispersal ever conducted, and has important implications for the sizing and spacing of marine reserves.

“How far fish will disperse in their lifetimes is critical when you start thinking about how marine reserves should be designed,” said Serge Planes, co-author of the study and a Director of the CRIOBE. "This is the first time we’ve been able to measure dispersal distances on spatial scales that are relevant to marine reserves, which means we can now provide data that informs management on optimal spacing and sizing.”

Size Matters
Marine reserves come in many shapes and sizes. But if a reserve is too small, it can’t accommodate enough larvae to sustain populations. And if it’s too big, larvae will simply stay within the confines of the reserve without contributing to surrounding fisheries – a critical secondary role marine reserves need to play to improve fisheries management.

To understand fish dispersal in the past, scientists relied on population genetics approaches that lacked the power to measure dispersal over space and time scales relevant to protected areas of the ocean. More recently, ecologists have turned to computer-generated models of water currents to track particles through virtual oceans.

An Empirical Approach
To overcome these limitations, Planes and his colleagues took direct measurements of dispersal distances in the field. They collected DNA samples from thousands of adult and baby clownfish and butterflyfish throughout Kimbe Bay, Papua New Guinea in 2009 and 2011. The entire sampling process occurred underwater, with the 30-person science team spending thousands of man-hours on SCUBA over several weeks in the field each year.

When the scientists returned to the lab, they used DNA parentage analysis, a sequencing technique that allowed them to match the juveniles up with their parents based on the DNA samples and spawning and settlement location data. From that, they were able to determine that most of the baby clownfish stayed relatively close to home, settling at mean distances of 10-15 kilometres from their natal reefs. The butterflyfish dispersed further, averaging distances of 43-64 kilometres before settling into their new habitats.

Figure 1: Network diagram of larval dispersal of two reef fish species among study sites within Kimbe Bay, Papua New Guinea

“Since we knew the respective locations of the adults and babies, we were able to come up with the exact linear distances that the larvae had dispersed. We’re no longer talking about estimates,” said Planes.

Benefits Beyond Design
In addition to helping inform the design of protected areas, the measurements can help to test the ability of reserves to perform key conservation functions. For example, the dispersal measurements could allow fisheries managers to monitor the effectiveness of existing reserves, helping answer the question of whether or not a particular reserve is contributing to fish populations beyond its boundaries. This, according to Planes, has been a big unknown.

“If you can trace larvae from one reserve to a place that's fished, you can come up with a direct measure of how many fish the reserve is contributing to exploited populations beyond the reserve,” he said. “This helps when trying to convince fishermen that networks of marine reserves are a good management tool.”

Future Work
According to Planes, “as coral reef seascapes continue to face pressure from man-made stressors, marine reserves will continue to serve as an important conservation management tool. As such, it will become increasingly important to be able to provide direct measurements of larval dispersal, and find ways to apply the information to other regions of the ocean. Future research will focus on developing a coupled bio-physical model of the area that will allow results from this study to be generalised to other coral reef seascapes around the world. These types of scientific insights will be critical for ongoing efforts to promote resilience of coral reef ecosystems in the face of human exploitation and climate change”.

REFERENCE
Mourier, J., Brown, C. and S. Planes. 2017. Learning and robustness to catch-and-release fishing in a shark social network. Biol. Lett. 2017 13 20160824; DOI: 10.1098/rsbl.2016.0824. Published 15 March 2017

CONTACT
Serge PLANES (Perpignan, France)

FUNDING
This research was supported by Australian Research Council funding to G.P.J., the King Abdullah University of Science and Technology (baseline research funds to M.L.B. and a Special Partnership Collaborative Fellowship to M.L.B. and P.S.-A.) and NSF grants OCE0928442 and OCE1031256 to S.R.T.