Alexandra McCallum
McGill University
Candidat Ph.D.
superviseur(e): Frederic Guichard
Dr. Henri Vallès, University of the West Indies, Barbados
Début: 2024-01-01
Candidat Ph.D.
superviseur(e): Frederic Guichard
Dr. Henri Vallès, University of the West Indies, Barbados
Début: 2024-01-01
Projet
Le rôle de l'herbivorie dans la médiation de l'impact net des zones marines protégées sur la santé des récifs coralliensLes récifs coralliens du monde entier sont de plus en plus menacés par des changements de phase significatifs et souvent irréversibles, passant d’une dominance corallienne à une dominance algale, une transition caractérisée par une augmentation de la couverture macroalgale sur les substrats coralliens. Ces changements de phase sont principalement provoqués par des influences anthropiques, notamment l'enrichissement en nutriments provenant du ruissellement terrestre et de la surpêche. Inverser ce processus peut s'avérer extrêmement difficile, conduisant à une dégradation à long terme des écosystèmes coralliens. Des études ont mis en évidence le rôle crucial de l'herbivorie dans le maintien de la dominance des coraux et dans la prévention des changements de phase irréversibles. Dans ma thèse de maîtrise, j'ai constaté que l'absence de grands herbivores réduit le contrôle descendant sur la croissance des algues, entraînant une augmentation de l'abondance des algues et limitant l'abondance de certaines espèces algales compétitivement supérieures. En revanche, dans les cages témoin où l'herbivorie était présente, les algues corallinales (algues calcaires encroûtantes), qui sont très bénéfiques pour les coraux constructeurs de récifs, étaient dominantes. Les zones marines protégées (ZMP) ont été établies dans le monde entier comme un outil clé pour atténuer les pressions telles que la surpêche, mais un débat subsiste quant à leur capacité à promouvoir la résilience des coraux. Bien que les ZMP puissent augmenter la biomasse des herbivores, certaines études indiquent que leurs effets sur la couverture corallienne sont moins déterminants, notamment dans les régions où le réchauffement des océans est le principal facteur de stress. Les études concluant que les ZMP sont bénéfiques pour le rétablissement des coraux grâce à une herbivorie accrue se sont souvent appuyées sur des données observationnelles, sans la recherche expérimentale nécessaire pour évaluer les effets médiateurs de l'herbivorie sur les taux d'établissement des coraux ou sur la couverture corallienne à l'intérieur ou à l'extérieur des ZMP. Le rôle de l'herbivorie dans la promotion des récifs à dominance corallienne reste mal compris, et les connaissances dans ce domaine sont encore très limitées. Mes recherches visent à fournir des recommandations fondées sur des données probantes pour la gestion des ZMP et la conservation des récifs coralliens, face aux changements environnementaux en cours. Mes recherches sur le terrain seront menées le long de la côte ouest de la Barbade, à l'intérieur et dans les zones adjacentes à la réserve marine de Folkestone, qui est la seule ZMP entièrement réglementée de l'île. Comme c'est le cas pour de nombreux pays, la Barbade a une capacité limitée de régulation et de surveillance des pêcheries récifales en dehors de son ZMP, ce qui entraîne des pratiques de pêche non durables qui menacent les écosystèmes marins. L'épuisement historique des grands herbivores tels que les poissons-perroquets a impacté les écosystèmes dominés par les coraux, faisant de cette région de la Barbade un endroit idéal pour étudier le rôle des ZMP dans la résilience des coraux par le biais de l'herbivorie. J'ai planifié mon étude sur une période de quatre ans (2024-2028), en m'appuyant sur les bases posées par ma thèse de maîtrise, avec des périodes de travail sur le terrain de quatre à six mois, basées à l'Institut de recherche Bellairs de McGill à la Barbade à partir de 2025. Les tests et analyses seront effectués dans le laboratoire du Dr Frédérique Guichard à l'Université McGill à Montréal, avec des tests locaux effectués dans le laboratoire du Dr Henri Valles à l'Université des West Indies (UWI) à la Barbade. L’année 2024 est consacrée à une méta-analyse globale ainsi qu’à l’élaboration des tests, des procédés et de la logistique. Ma recherche porte sur trois questions critiques: 1. Quelle est l'interaction entre les ZMP et l'herbivorie dans la promotion de la santé et du rétablissement des coraux? Les données observationnelles actuellement disponibles doivent être accompagnées de recherches expérimentales permettant de contrôler les variables et d'établir des relations de cause à effet plus claires. Je mène une méta-analyse globale de la recherche expérimentale sur ce sujet. J'ai identifié 1448 articles de recherche et réduit la sélection à 48, en suivant la méthodologie PRISMA. J'étudierai les différents paramètres utilisés pour évaluer l'efficacité des ZMP sur la santé des coraux, tels que la densité et la taille des herbivores, les études sur la couverture corallienne et la biomasse algale. Mes objectifs sont de synthétiser les études expérimentales existantes qui examinent l'impact de différents niveaux d'herbivorie à l'intérieur et à l'extérieur des ZMP sur la couverture corallienne, afin d'identifier les relations de cause à effet souvent obscurcies dans les études observationnelles, et d'évaluer l'efficacité des méthodologies expérimentales dans le contrôle des variables confondantes qui influencent la santé corallienne. 2. Quel est l'impact direct de l'herbivorie sur le rétablissement des coraux et les ZMP améliorent-elles réellement la santé des récifs? Bien que l'on s'attende à ce que les ZMP augmentent l'herbivorie en réduisant la pression de pêche, leur impact sur le rétablissement des coraux nécessite un examen plus approfondi. Mes recherches sur le terrain évalueront le rôle des ZMP dans le soutien de la résilience corallienne en excluant expérimentalement les grands herbivores des fragments de corail Acropora palmata à l'aide de cages d'exclusion, à la fois dans des sites ZMP et non ZMP. Cette recherche contribuera à une meilleure compréhension du rôle des ZMP dans la conservation des récifs coralliens, en particulier la manière dont elles interagissent avec l'herbivorie pour réguler la croissance des algues et maintenir la dominance des coraux. 3. À des échelles spatiales plus larges, quel niveau d'herbivorie est nécessaire pour maintenir les récifs à dominance corallienne, et ce niveau est-il atteignable au sein des ZMP? En menant des expériences avec des cages d'exclusion dans différentes zones de pression de pêche, je vise à tester s'il existe un seuil critique de biomasse d'herbivores nécessaire pour maintenir les récifs à dominance corallienne ou promouvoir leur rétablissement. En intégrant des expériences avec des cages d'exclusion à des études sur les récifs à plus grande échelle, j'espère fournir des informations précieuses sur les implications plus larges de l'herbivorie et des ZMP pour la résilience des récifs coralliens. Une approche basée sur des enquêtes sur des échelles spatiales plus larges utilisant des données sur la pression de pêche permettra de quantifier le gradient d'intensité de la pêche, tandis que la modélisation écologique sera utilisée pour prédire comment les processus liés à l'herbivorie se développent sur des systèmes de récifs plus vastes. Ultimement, cette recherche offrira des conseils pour améliorer la conception et la gestion des ZMP, mettant un accent particulier sur la promotion de l'herbivorie en tant que facteur clé de la résilience des récifs coralliens.
