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Changements climatiques et biodiversité polaire : le cas des régions antarctique et subantarctique
Yves FrenotDirecteur de recherche au CNRS
Directeur-adjoint de l’IPEV
Collège de France15 mai 2009
Pho
to T
AA
F
Antarctique
Source: F. Rémy, LEGOS
Les îles subantarctiques
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 purementocéaniques
60°S
40°SSubtropical convergence
Polar Front HEARD (Australia)
MARION (S. Afr.)
CROZET (France)
KERGUELEN (France)
MACQUARIE (Australia)
SOUTH GEORGIAUK
AMSTERDAM (France)
Climats
• 2 à 8°C toute l’année• très venté• très pluvieux
Subantarctique
• -30 à -80°C sur le plateau• quelques semaines > 0°C en
été sur la péninsule antarctique• très sec
Antarctique
Conditons limites à extrêmes selon les sites
Evolution des températures hivernales 1950-2005 (NASA-GISS)
Un climat aujourd’hui en évolution
Un climat en évolution aussi dans les îles subantarctiques
Météo-France records 1951-2006, Port-aux-Français,Kerguelen Islands
Temperature moyenne annuelle Précipitations annuelles
1772
1772
1772
18101853
1775
Découverte récente des îles subantarctiques
Dumont d’Urville, 1840
Découverte encore plus récente de l’Antarctique
Exploitation intensive des éléphants de mer et des
otaries
Port Jeanne d’Arc, Iles Kerguelen
Ouverture des bases scientifiques dans les années 1950et surtout après l’AGI de 1957-58
KerguelenPlantes à fleurs
29Péninsule ant. 2
Colobanthus quitensis
Deschampsia antarctica
Isolement(géologique, océanographique,
historique)
Contraintes climatiquesConditions limites à extrêmes
Faible biodiversité terrestre
• Mousses et lichens dominants en Antarctique
• Surtout en zones littorales
Alguescrypto-endolithiques
Ile Ardley
Ile du Roi George
Isolement(géologique, océanographique,
historique)
Contraintes climatiquesConditions limites à extrêmes
Faible biodiversité terrestreadaptation
Anatalanta aptera
Isolement(géologique, océanographique,
historique)
Contraintes climatiquesConditions limites à extrêmes
Faible biodiversité terrestre
Fort taux d’endémisme
Lyallia kerguelensis
Ectemnorrhinus similis Faune et flore relictuelle du Gondwana sur certains nunataks continentaux
Isolement(géologique, océanographique,
historique)
Contraintes climatiquesConditions limites à extrêmes
Faible biodiversité terrestre
Fort taux d’endémisme
Chaînes trophiques simplifiées• Peu d’herbivores stricts, • Quasi absence de prédateurs, • Dominance des décomposeurs.
Anatalanta apteraAucun vertébré terrestre
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
3 menaces pèsent sur la biodiversité
des régions polaires
Modifications climatiques
Introductions d’espèces étrangères
Accroissement de la fréquentation humaine et activités anthropiques
Milieux simples, espèces parfaitement adaptéessensibles aux changements de l’environnement
°S
-54
-52
-50
-48
-46
46 50 54 °E
PF
437 km
n=10
CrozetChangements climatiques :des effets chez les oiseaux
46 48 50 52 54 56 58
S
-54
-52
-50
-48
-46
-44
46 48 50 52 54 56 5846 48 50 52 54 56 58
-54
-52
-50
-48
-46
-44
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
-2.5
0
2.5
1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006
-3
0
3SS
T a
nom
aly
(°C
)
An
om
aly
of
po
lar
fro
nt
loca
tio
n
PF
anomalies
46 48 50 52 54 56 5846 48 50 52 54 56 58
S
-52
-48
-44
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
1992 1993 1994 1996 1997 1998 2000
Bost et al.
20000
40000
60000
80000
1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
Number of breedingpairs
Bost et al.
0
1000
2000
3000
4000
1952 1958 1964 1970 1976 1982 1988 1994 2000
Adélie Penguins
1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 20000
2000
3000
4000
5000
6000
7000Emperor penguin
Micol & Jouventin Polar Biol 2002, Wilson et al. MEPS 2001, Delord et al. Polar Biol 2005
Photos K. Pierre / IPEV
HEARD
MARION
CROZET
KERGUELEN
60°S
ANTARCTIC PENINSULA
40°S
SOUTH GEORGIA
MACQUARIE
VICTORIA LAND
3359
13
3
69
10-2
Nombre de plantes non-indigènes établies
From Frenot et al. 2005, Biol. Rev.
HEARD
MARION
CROZET
KERGUELEN
60°S
ANTARCTIC PENINSULA
40°S
SOUTH GEORGIA
MACQUARIE
VICTORIA LAND
0-3
28
3
3014
1812
Nombre d’invertébrés non-indigènes établies
From Frenot et al. 2005, Biol. Rev.
HEARD
MARION
CROZET
KERGUELEN
60°S
ANTARCTIC PENINSULA
40°S
SOUTH GEORGIA
MACQUARIE
VICTORIA LAND
0
6
0
123
13
Nombre de vertébrés non-indigènes établies
From Frenot et al. 2005, Biol. Rev.
Altération des chaînes alimentaires
L’exemple du lapin à Kerguelen
Ile Mayes
Ile Verte
Une transformation radicale des communautés végétales de Kerguelen par le lapin
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.]
7,991
9,061
6,524
14,298 13,193 14,500
10,883
7,679
6,512
10,590
16,000
28,82627,687
24,000
20,818
6,704 8,016
8,1209,367
7,413
9,604 10,013
12,248 11,58813,826
13,571
19,886
26,245
22,712
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
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
NU
MB
ER
S O
F T
OU
RIS
TS
Projected
Est. Actual
37,506
+ 14%
Programme API « Aliens in Antarctica »
Quels flux ?
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
Oeuvrer pour une régulation du tourisme en AntarctiqueExplorer 23 novembre 2007
Défi n° 2
Augmentation des activités humaines
Changement climatique rapide
NASA-GISS
Augmentation du risque d’introduction et d’établissement d’espèces non-indigènes 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 :
Les espèces locales sont menacées et le fonctionnement des écosystèmes peut s’en
trouver altéré
Rôle des observatoires
• 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...
Défi n° 4
Eradication des espèces introduites marines impossible
Le coût de l’éradication ou du contrôle des espèces introduites est généralement beaucoup plus
élevé que le coût des mesures prévenant leur introduction.
Mesures de prévention à mettre en place
Eradication des espèces non-indigènes terrestres extrêmement difficile et couteuse
photo TAAF
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.
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.
Photos S. Gutjhar
Photos K. Pierre
Quelques remerciements
Institut Plurisdisciplinaire Hubert Curien, Strasbourg, CNRSYvon Le Maho
UMR ECOBIO Université de Rennes I, CNRSMarc Lebouvier, Philippe Vernon, Francoise Hennion, David Renault, Jean-Louis Chapuis...
Centre d’Etudes Biologiques de Chizé, CNRSHenri Weimerskirch, Charly Bost, Christophe Guinet, Christophe Barbraud...
Centre d'Ecologie Fonctionnelle et Evolutive, Montpellier, CNRSPierre Jouventin, Francesco Bonadonna...
Zone Atelier de recherches sur l’environnement antarctique et subantarctique, CNRS