Changements climatiques et biodiversité polaire : le cas des régions antarctique et subantarctique Yves Frenot Directeur de recherche au CNRS Directeur-adjoint de l IPEV Photo TAAF Collège de France 15 mai 2009
Antarctique Source: F. Rémy, LEGOS
Les îles subantarctiques Subtropical convergence SOUTH GEORGIA UK Polar Front 40 S 60 S MARION (S. Afr.) CROZET (France) AMSTERDAM (France) KERGUELEN (France) HEARD (Australia) Isolement extrême Passage de Drake 23-28 ma Vie sur le continent jusque vers 8-10 ma Barrière océanographique : Front Polaire La plupart des Îles subantarctiques sont purement océaniques MACQUARIE (Australia)
Climats -30 à -80 C sur le plateau quelques semaines > 0 C en été sur la péninsule antarctique très sec Subantarctique 2 à 8 C toute l année très venté très pluvieux Antarctique Conditons limites à extrêmes selon les sites
Un climat aujourd hui en évolution Evolution des températures hivernales 1950-2005 (NASA-GISS)
Un climat en évolution aussi dans les îles subantarctiques Temperature moyenne annuelle Précipitations annuelles Météo-France records 1951-2006, Port-aux-Français,Kerguelen Islands
Découverte récente des îles subantarctiques 1772 1775 1772 1772 1810 1853
Découverte encore plus récente de l Antarctique Dumont d Urville, 1840
Exploitation intensive des éléphants de mer et des otaries Port Jeanne d Arc, Iles Kerguelen
Ouverture des bases scientifiques dans les années 1950 et surtout après l AGI de 1957-58
Isolement (géologique, océanographique, historique) Faible biodiversité terrestre Contraintes climatiques Conditions limites à extrêmes Plantes à fleurs Kerguelen 29 Péninsule ant. 2 Deschampsia antarctica Mousses et lichens dominants en Antarctique Surtout en zones littorales Colobanthus quitensis Ile du Roi George Ile Ardley Algues crypto-endolithiques
Isolement (géologique, océanographique, historique) Faible biodiversité terrestre adaptation Contraintes climatiques Conditions limites à extrêmes Anatalanta aptera
Isolement (géologique, océanographique, historique) Faible biodiversité terrestre Contraintes climatiques Conditions limites à extrêmes Lyallia kerguelensis Fort taux d endémisme Ectemnorrhinus similis Faune et flore relictuelle du Gondwana sur certains nunataks continentaux
Isolement (géologique, océanographique, historique) Faible biodiversité terrestre Contraintes climatiques Conditions limites à extrêmes Fort taux d endémisme Chaînes trophiques simplifiées Peu d herbivores stricts, Quasi absence de prédateurs, Dominance des décomposeurs. Aucun vertébré terrestre Anatalanta aptera
Importance numérique et fonctionnelle des vertébrés marins Crozet, l archipel aux 25 millions d oiseaux Dans les TAAF : 36 espèces d oiseaux dont 2 terrestres Communauté d oiseaux de mer la plus riche au monde Rôle majeur dans le fonctionnement des écosystèmes terrestres
Milieux simples, espèces parfaitement adaptées sensibles aux changements de l environnement 3 menaces pèsent sur la biodiversité des régions polaires Modifications climatiques Introductions d espèces étrangères Accroissement de la fréquentation humaine et activités anthropiques
S -46 437 km Crozet Changements climatiques : des effets chez les oiseaux -48-50 -52 PF -54 n=10 46 50 54 E
S -44 1992 1993 1994 1996 1997 1998 2000-48 -52 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 SST anomaly ( C) 2.5 0 anomalies PF -2.5 3 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006-3 0 Anomaly of polar front location Bost et al. -44-44 -46-46 -48-48 -50-50 -52-52 -54 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58-54 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 46 48 50 52 54 56 58 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Number of breeding pairs 80000 60000 40000 20000 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Bost et al.
4000 3000 Adélie Penguins 2000 1000 0 1952 1958 1964 1970 1976 1982 1988 1994 2000 7000 Emperor penguin 6000 5000 4000 3000 2000 0 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 Photos K. Pierre / IPEV Micol & Jouventin Polar Biol 2002, Wilson et al. MEPS 2001, Delord et al. Polar Biol 2005
Nombre de plantes non-indigènes établies 33 SOUTH GEORGIA ANTARCTIC PENINSULA 0-2 40 S 60 S MARION CROZET 13 59 KERGUELEN HEARD 1 69 VICTORIA LAND MACQUARIE 3 From Frenot et al. 2005, Biol. Rev.
Nombre d invertébrés non-indigènes établies 40 S 12 SOUTH GEORGIA ANTARCTIC PENINSULA 0-3 60 S MARION 18 CROZET KERGUELEN 3 14 30 HEARD VICTORIA LAND MACQUARIE 28 From Frenot et al. 2005, Biol. Rev.
Nombre de vertébrés non-indigènes établies 40 S 3 SOUTH GEORGIA ANTARCTIC PENINSULA 0 60 S MARION 1 CROZET KERGUELEN 0 3 12 HEARD VICTORIA LAND MACQUARIE 6 From Frenot et al. 2005, Biol. Rev.
Altération des chaînes alimentaires L exemple du lapin à Kerguelen
Une transformation radicale des communautés végétales de Kerguelen par le lapin Ile Verte Ile Mayes
Effet conjugué de l élimination du lapin et des changements climatiques
1992-2007 ANTARCTIC TOURIST TRENDS - Landed [Includes Ship and Land-based passenger numbers. 1997-98 onwards includes commercial yacht activity.] 37,506 35,000 + 14% 30,000 25,000 Projected Est. Actual 24,000 22,712 27,687 26,245 28,826 NUMBERS OF TOURISTS 20,000 15,000 10,000 6,512 7,991 6,704 8,016 7,679 8,120 9,061 9,367 6,524 7,413 10,590 10,883 9,604 10,013 14,298 13,826 13,193 14,500 12,248 11,588 16,000 13,571 20,818 19,886 5,000 0 1992-93 1993-94 1994-95 1995-96 1996-97 1997-98 1998-99 1999-00 2000-01 2001-02 2002-03 2003-04 2004-05 2005-06 2006-07 ANTARCTIC AUSTRAL SUMMER SEASONS
Quels flux? Programme API «Aliens in Antarctica»
Défi n 1 Le nombre de visiteurs en Antatctique va augmenter Le nombre de navires visitant l Antarctique également Augmentation du risque d introduction d espèces, et d accidents maritimes Explorer 23 novembre 2007 Oeuvrer pour une régulation du tourisme en Antarctique
Défi n 2 Augmentation des activités humaines Changement climatique rapide NASA-GISS Augmentation du risque d introduction et d établissement d espèces nonindigènes généralement originaire de régions plus tempérées : risque de banalisation de la biodiversité Mettre en place des observatoires de la biodiversité antarctique pour détecter au plus tôt la présence de nouvelles espèces
Défi n 3 Impact des espèces non-indigènes dans les habitats terrestres et marins : prédation des espèces locales, compétition avec les espèces locales pour les ressources : nourriture, espace habitats altération des habitats ou modifications physiques de l environnement, maladies, hybridation espèces locales / espèces introduites etc... Les espèces locales sont menacées et le fonctionnement des écosystèmes peut s en trouver altéré Rôle des observatoires
Défi n 4 Eradication des espèces introduites marines impossible Eradication des espèces non-indigènes terrestres extrêmement difficile et couteuse Le coût de l éradication ou du contrôle des espèces introduites est généralement beaucoup plus élevé que le coût des mesures prévenant leur introduction. photo TAAF Mesures de prévention à mettre en place
Défi n 5 Constat : le message sur la réalité des changements climatiques est aujourd hui passé. C est loin d être le cas en ce qui concerne l érosion de la biodiversité. Photos S. Gutjhar Poursuivre et renforcer l information auprès du grand public et des décideurs sur la nécessité de préserver la biodiversité, non seulement dans les régions polaires, mais à l échelle mondiale.
Quelques remerciements Institut Plurisdisciplinaire Hubert Curien, Strasbourg, CNRS Yvon Le Maho Centre d Etudes Biologiques de Chizé, CNRS Henri Weimerskirch, Charly Bost, Christophe Guinet, Christophe Barbraud... Centre d'ecologie Fonctionnelle et Evolutive, Montpellier, CNRS Pierre Jouventin, Francesco Bonadonna... UMR ECOBIO Université de Rennes I, CNRS Marc Lebouvier, Philippe Vernon, Francoise Hennion, David Renault, Jean-Louis Chapuis... Zone Atelier de recherches sur l environnement antarctique et subantarctique, CNRS Photos K. Pierre