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