L'acidification des océans et la mesure dans laquelle les espèces marines sont capables de faire face aux faibles niveaux de pH dans les mers de la Terre, pourrait avoir une influence significative sur le changement de la répartition des animaux marins en réponse au réchauffement climatique.

C'est l'une des conclusions d'une nouvelle étude historique qui a adopté une toute première approche intégrative à l'échelle mondiale du sujet, rassembler la génétique des populations, croissance, minéralogie de la coquille et données métaboliques pour les escargots marins trouvés dans l'Atlantique Nord.

Publié dans ce mois-ci Communication Nature , le rapport, L'adaptation régionale définit la sensibilité à l'acidification future des océans, révèle que les populations aux limites nord et sud de l'aire de répartition sont les plus sensibles à l'acidification des océans, et les moins susceptibles d'être en mesure de traiter des implications significatives pour la biogéographie et la diversité.

Des scientifiques de l'Université du Québec à Rimouski (UQAR), Canada, l'Université de Plymouth, le laboratoire marin de Plymouth, et l'Université de Birmingham, a lancé le projet en 2010 avec le financement de plusieurs sources, y compris le programme britannique de recherche sur l'acidification des océans du Natural Environment Research Council.

Chef de projet Dr Piero Calosi, du Département de biologie, Chimie et géographie à l'UQAR, a déclaré:"Il est bien établi que la réponse physiologique d'un organisme à la température est un déterminant majeur de la distribution des espèces, qui à son tour peut dicter la sensibilité des populations et des espèces au réchauffement climatique. En revanche, on sait peu de choses sur la façon dont les autres principaux moteurs du changement mondial, comme l'acidification des océans, contribuera à façonner les distributions des espèces à l'avenir. »

L'équipe a échantillonné la pervenche commune Littorina littorea - un escargot intertidal qui a une large distribution latitudinale - de six populations vivant le long de la côte européenne de l'Atlantique Nord, y compris tempéré chaud, régions tempérées froides et subpolaires.

Les spécimens ont été transportés au Marine Biology and Ecology Research Center de l'Université de Plymouth et conservés dans des aquariums contenant soit de l'eau de mer représentant les niveaux actuels (pH 8,0), ou un faible pH prévu pour l'année 2100 (pH 7,6).

A l'analyse, les scientifiques ont découvert une gamme d'impacts, notamment des taux nettement plus élevés de dissolution et de dégradation de la coquille sur tous les spécimens maintenus dans des conditions de pH faible, causés par les conditions corrosives de l'eau. Cela a été particulièrement marqué chez les escargots de la région subpolaire, qui se sont génétiquement adaptés aux eaux plus froides.

Là où les populations présentaient des différences claires, c'était dans leurs réponses métaboliques à des conditions de faible pH. Les escargots des populations tempérées chaudes se sont avérés diminuer leur métabolisme en tant que compromis entre le maintien de leurs systèmes physiologiques et leur capacité à se développer, limitant finalement cette dernière. Les escargots des populations subpolaires ont maintenu leurs taux métaboliques, mais a augmenté la quantité d'énergie qu'ils mettent dans la minéralisation de la coquille. Et les escargots prélevés dans les eaux froides et tempérées ont pu augmenter leur taux métabolique, alimentant le maintien de leur croissance et de leurs systèmes physiologiques à un meilleur niveau que les autres populations.

Dr Simon Rundle, de l'École des sciences biologiques et marines de l'Université de Plymouth, a déclaré :« De telles différences latitudinales dans les « stratégies » métaboliques peuvent, en partie, aider à expliquer la croissance réduite observée vers les bords de l'aire de répartition. Il a été démontré que l'exposition à l'acidification des océans entraîne une réduction du métabolisme énergétique des escargots, et de telles réductions peuvent conduire à une réaffectation du budget énergétique au détriment des fonctions fondamentales liées à la condition physique. »

Professeur Stephen Widdicombe, Responsable scientifique en écologie marine et biodiversité au laboratoire marin de Plymouth, dit :"Ensemble, les résultats de cette étude suggèrent que la sensibilité relative des différentes populations de L. littorea à l'acidification future des océans est susceptible de varier considérablement à travers son aire d'extension géographique dans l'Atlantique du Nord-Est grâce à une adaptation locale et régionale, les populations plus proches des limites de l'aire de répartition étant les plus sensibles."

Dr Lucy Millicent Turner, de l'Université de Plymouth, a ajouté :« Si l'acidification des océans sélectionne contre sensible, génotypes à la limite de l'aire de répartition, cela pourrait entraîner une réduction des niveaux de diversité génétique qui pourrait avoir des conséquences de grande envergure sur la capacité de ces populations à répondre et à s'adapter davantage à d'autres facteurs de stress locaux et mondiaux."

Les résultats, disent les auteurs, démontrent également les risques liés à l'utilisation d'études sur une seule population pour prédire les réponses des espèces et des communautés aux facteurs environnementaux mondiaux.

« Nous sommes peut-être en train de surestimer ou de sous-estimer l'impact de différents changements environnementaux dans différentes régions climatiques, " conclut le Dr Calosi, « ce qui a des implications importantes pour l'élaboration de directives et de politiques visant à promouvoir la préservation de la biodiversité marine dans le cadre du changement mondial en cours. »