Le changement climatique entraîne une hausse des températures des océans, fonte des glaciers et phénomènes météorologiques plus extrêmes. Les scientifiques ont également observé ses effets sur les palourdes, escargots, vers, Crabes, oursins, étoiles de mer et plus vivant sur et dans les fonds marins au large de l'Alaska, alors que l'écosystème est passé de l'arctique au subarctique au cours des dernières décennies.

Maintenant, des scientifiques de l'Université de Chicago et du Centre des sciences de l'environnement de l'Université du Maryland ont découvert que les coquillages de ces créatures présentent le même changement de régime majeur dans les eaux de l'Alaska, où l'écosystème est passé de l'arctique au subarctique au cours des dernières décennies. C'est la première fois que quelqu'un suit les changements de l'écosystème à partir d'échantillons de coquillages uniquement – ​​et les scientifiques espèrent qu'il offrira un nouvel outil pour suivre le changement climatique dans les régions où les populations animales n'ont pas été documentées de manière aussi complète.

"Le fait que les coquillages morts enregistrent ces changements ouvre si clairement une zone beaucoup plus grande des fonds marins de l'Arctique, où nous pouvons maintenant tester des changements majeurs dans les communautés des fonds marins, " a déclaré Susan Kidwell, le professeur William Rainey Harper de sciences géophysiques, scientifique de premier plan dans le domaine de la paléoécologie marine et co-auteur de l'étude publiée le 8 avril. "Les scientifiques n'étaient pas là pour voir tous les changements que les écosystèmes ont subis, mais maintenant, ils pourraient peut-être reconstituer une histoire écologique à partir de la révolution industrielle. »

Une nouvelle méthode

Depuis les années 1980, Jacqueline Grebmeier, co-auteur de l'étude et professeur de recherche au Centre des sciences de l'environnement de l'Université du Maryland et membre du comité directeur du Distributed Biological Observatory, a mené des enquêtes annuelles pour tester les changements dans les populations animales liés aux conditions de la glace de mer et de l'eau dans l'Arctique Pacifique. Lorsque l'équipe de Grebmeier ramasse des spécimens vivants pour son enquête, des milliers d'obus morts sont traînés.

Auparavant, les obus morts avaient été jetés, mais l'étudiante diplômée UChicago Caitlin Meadows, l'auteur principal de l'étude, réalisé que c'était l'occasion de tester si ces coquillages reflétaient les mêmes changements que ceux observés par les écologistes, qui pourrait servir d'outil pour reconnaître les changements biologiques dans les zones moins bien étudiées de l'Arctique.

Meadows en a analysé plus de 14, 000 coquillages à la fois pour suivre l'abondance - le dénombrement de chaque animal par espèce - et pour calculer leur biomasse de carbone organique, qui reconstitue le contenu originel de la chair des créatures à carapace en utilisant leur taille corporelle ainsi que leur abondance.

« Regarder les changements dans la biomasse du carbone sur le fond marin est un excellent moyen de se rattacher au changement climatique, ", a déclaré Meadows. "Nous sommes en mesure de voir les changements dans la quantité de nourriture et la façon dont cette nourriture circule dans l'écosystème."

Même si elle ne considérait que la partie productrice de coquillages de la communauté, Meadows a confirmé ce que les écologistes avaient déjà trouvé :il y a eu un changement dans l'écosystème. Spécifiquement, Meadows a observé que l'écosystème passé préservé dans des coquillages morts était différent de l'écosystème vivant actuel. Elle a noté un glissement vers les Tellinidae, une famille de mollusques bivalves qui se nourrissent de manière généraliste - un groupe d'animaux qui peuvent soit manger de la nourriture qui s'est déposée sur le fond marin, soit filtrer la nourriture de l'eau, afin qu'ils puissent survivre dans un écosystème changeant en filtrant la nourriture de l'eau ou en mangeant des dépôts de nourriture qui se sont déposés sur le fond.

Il y a eu aussi un changement dans la biomasse, d'un ensemble d'espèces de bivalves à un autre au sein de chaque groupe d'alimentation, ce qui signifie que de nouvelles espèces ont pris en charge ces tâches dans l'écosystème. Cela fait partie d'un changement majeur chez d'autres animaux des fonds marins dans la même région - vers les vers et loin des petits crustacés qui sont des aliments clés pour les grands mammifères comme les baleines grises.

Finalement, sur la base d'obus morts, Meadows a découvert qu'un sous-ensemble d'espèces qui ne vit plus que près des côtes de l'Alaska vivaient auparavant dans un plus grand nombre d'habitats du fond marin et dans des eaux plus profondes.

"Nous savons depuis un certain temps que ces écosystèmes sont maintenant bien différents, " a dit Kidwell. " Il y a eu une vraie réorganisation, reflétant un changement dans l'alimentation, l'oxygénation et la taille des grains - la vigueur des courants de fond. Ces facteurs sont tous entraînés par le changement de température, mais ont un impact bien plus important sur un écosystème que le réchauffement seul."

Tous ces décalages entre les animaux vivants et les coquillages morts se trouvent dans des endroits où le groupe de Grebmeier a démontré de manière indépendante un changement d'écosystème au cours des 30 dernières années. Étant donné que cette nouvelle étude a détecté des nombres similaires de bivalves vivants et morts même dans des régions où aucun changement d'écosystème n'a été observé, ils savent qu'il ne s'agit probablement pas d'une erreur d'échantillonnage.

"Les coquillages morts fonctionnent donc bien pour identifier les zones de changement récent de l'écosystème, et ne produisent pas de « faux positifs » lorsqu'aucun changement n'a eu lieu, ", a déclaré Meadows.

Une mer de changement

L'Arctique Pacifique au large des côtes de l'Alaska est un écosystème avec une forte densité d'animaux des fonds marins où « les choses changent d'abord et rapidement, " selon Meadows. Le changement rapide est dû à un phénomène connu sous le nom d'amplification arctique où, comme la glace réfléchissante fond, l'eau et la terre nouvellement exposées absorbent plus de chaleur du soleil, résultant en un réchauffement encore plus important.

« Nous avons vraiment pu isoler le changement climatique en tant que moteur de ces changements, " a déclaré Meadows. " L'Arctique n'a pas d'énormes colonies côtières ou d'agriculture intensive qui pourraient avoir affecté les eaux côtières, et la zone d'étude est au nord de l'endroit où la plupart des pêches commerciales sont autorisées. »

Meadows et Kidwell espèrent que cette méthode d'utilisation des coquillages comme enregistrement historique du changement servira désormais d'outil aux scientifiques étudiant d'autres régions. "Cette fenêtre sur le passé peut nous donner accès à une image beaucoup plus complète de la façon dont l'Arctique a changé, " dit Kidwell.

Les coquilles Meadows étudiées sont maintenant en cours de datation géologique pour établir depuis combien de temps elles se sont accumulées, et donc combien de temps les conditions écologiques avaient été stables avant le récent changement de régime.

Prochain, Meadows se rendra à Saint-Pétersbourg, la Russie à se plonger dans les collections des musées zoologiques du pays pour des informations historiques sur ce côté de la mer de Béring, où le fond marin a été échantillonné dès le 19ème siècle.