Emma PAUL - Faculté des Sciences

Depuis la “Grande Accélération” en 1950, point de départ de l’Anthropocène, l’influence des activités humaines sur l’ensemble des biomes a été sans précédent. L’augmentation de gaz à effet de serre dans l’atmosphère agit de manière concomitante avec le réchauffement climatique à l’échelle globale pour déstabiliser tous les composants de notre planète (atmosphère, océans, zones côtières, terres). Ces composants sont cependant en constante interaction via de complexes processus, rétroactions et seuils limites. Ces changements entraînent entre autres une modification de la circulation atmosphérique et thermohaline, des événements climatiques plus fréquents et intenses, des sécheresses et des inondations, la fonte des glaces, l’élévation du niveau de la mer et l’acidification des océans. En ajoutant les activités humaines destructives menées sur l’ensemble des biomes à des fins diverses, la principale conséquence pour les écosystèmes est la perte d’habitat.

Dans ce contexte, de nombreuses études ont cherché à évaluer l’influence de ces changements sur la biodiversité de notre planète, démontrant les conséquences désastreuses des activités humaines et l’actuelle 6ème extinction de masse. Cependant, ces études se sont concentrées sur la diversité des espèces et ont négligé un autre élément clé de la biodiversité : les interactions écologiques. Ces interactions entre espèces sont tout autant menacées que la biodiversité spécifique. Elles sont pourtant cruciales puisqu’elles régulent le fonctionnement des écosystèmes et déterminent leur stabilité, en équilibrant et en atténuant les perturbations. Les réseaux d’interactions écologiques ont donc émergé comme un puissant outil pour étudier les écosystèmes, permettant de mieux comprendre leurs processus et leur structure globale.

Les récifs coralliens, qui comptent parmi les écosystèmes les plus complexes et les plus diversifiés de la planète, sont également parmi les plus sensibles et les plus menacés par les changements climatiques. L’augmentation de la température de la surface de la mer ainsi que la hausse des concentrations de CO2 favorisent les évènements massifs de blanchissement des colonies ainsi que leur bioérosion, entraînant à terme une diminution de la complexité structurelle des récifs. En retour, cette perte d’habitat modifie les réseaux trophiques des récifs coralliens et compromet le fonctionnement de ces écosystèmes.

Tandis que certaines études ont cherché à reconstituer les réseaux trophiques des récifs coralliens à partir d’observations empiriques ou de modèles théoriques, nous nous appuyons ici sur les travaux de Parravicini et al. (2020) pour inférer les interactions trophiques en combinant la précision des données empiriques visuelles sur le contenu stomacal avec la puissance prédictive des algorithmes de machine learning.

Ce doctorat vise donc à évaluer l’influence de la perte d’habitat sur les écosystèmes des récifs coralliens à différentes échelles, en assemblant les réseaux trophiques des récifs coralliens en suivant cette nouvelle approche. Tout d’abord, nous nous intéressons la distribution spatiale des réseaux trophiques à travers différentes zones biogéographiques grâce à plusieurs variables topologiques ainsi que des flux d’énergie, puis nous évaluons l’influence de facteurs de stress induits par les activités humaines sur la structure et le fonctionnement du réseau trophique des récifs. Nous évaluons ensuite les variations temporelles de la topologie du réseau trophique des récifs coralliens sur une série temporelle de 19 ans à Moorea, en Polynésie française, en incluant les principales perturbations qui y ont favorisé la perte d’habitat. Enfin, nous nous concentrons sur un élément clé des réseaux trophiques des récifs coralliens, les invertébrés benthiques mobiles, et observons les changements communautaires dans diverses conditions d’habitat sur trois îles polynésiennes (Moorea, Tahiti et Tetiaroa).