Les océanographes enregistrent le plus grand événement de prédation jamais observé dans l’océan

Les océanographes enregistrent le plus grand événement de prédation jamais observé dans l’océan


Le pouvoir réside dans le nombre, c’est du moins ce que dit le dicton. Mais dans l’océan, les scientifiques découvrent que les poissons qui se regroupent ne survivent pas nécessairement ensemble. Dans certains cas, plus il y a de poissons, plus ils constituent une cible importante pour les prédateurs.

C’est ce que des océanographes du MIT et de la Norvège ont récemment observé lorsqu’ils ont exploré une large bande d’océan au large des côtes norvégiennes, au plus fort de la saison de frai du capelan, un petit poisson arctique de la taille d’un anchois. Des milliards de capelans migrent chaque année en février depuis la lisière de la calotte glaciaire arctique vers le sud jusqu’à la côte norvégienne pour pondre leurs œufs. Le littoral norvégien est également une escale pour le principal prédateur du capelan, la morue franche. À mesure que la morue migre vers le sud, elle se nourrit du capelan en train de frai, bien que les scientifiques n’aient pas encore mesuré ce processus à grande échelle.

Rapportant leurs conclusions dans Nature Communications Biologiel’équipe du MIT a capturé les interactions entre les morues migratrices et les capelans reproducteurs, sur une vaste étendue spatiale. À l’aide d’une technique d’imagerie sonore à grande échelle, ils ont observé des capelans aléatoires commencer à se regrouper pour former un énorme banc s’étendant sur des dizaines de kilomètres. Alors que le banc de capelan formait une sorte de « point chaud » écologique, l’équipe a observé que les morues individuelles commençaient à se regrouper en réponse, formant leur propre immense banc. La morue grouillante a dépassé le capelan, consommant rapidement plus de 10 millions de poissons, soit plus de la moitié des proies rassemblées.

Cette rencontre dramatique, qui s’est déroulée en quelques heures seulement, est l’événement de prédation le plus important jamais enregistré, tant en termes de nombre d’individus impliqués que de zone sur laquelle l’événement s’est produit.

Il est peu probable que cet événement affaiblisse la population de capelan dans son ensemble. les bancs de proies représentent 0,1 pour cent du capelan qui fraye dans la région. Cependant, à mesure que le changement climatique entraîne le retrait de la calotte glaciaire de l’Arctique, le capelan devra nager plus loin pour frayer, ce qui rendra l’espèce plus stressée et plus vulnérable aux événements de prédation naturels tels que celui observé par l’équipe. Étant donné que le capelan fait vivre de nombreuses espèces de poissons, y compris la morue, la surveillance continue de leur comportement, à une résolution approchant celle des poissons individuels et à grande échelle s’étendant sur des dizaines de milliers de kilomètres carrés, contribuera aux efforts visant à maintenir l’espèce et la santé de l’océan dans son ensemble.

“Dans nos travaux, nous constatons que des événements de prédation naturels catastrophiques peuvent modifier l’équilibre local entre prédateurs et proies en quelques heures”, explique Nicholas Makris, professeur de génie mécanique et océanique au MIT. “Ce n’est pas un problème pour une population en bonne santé avec de nombreux centres de population ou points chauds écologiques répartis dans l’espace. Mais à mesure que le nombre de ces points chauds diminue en raison des stress climatiques et anthropiques, le type d’événement de prédation naturel “catastrophique” auquel nous avons été témoins d’une espèce clé pourrait entraîner des conséquences dramatiques pour cette espèce ainsi que pour les nombreuses espèces qui en dépendent. »

Les co-auteurs de Makris sur l’article sont Shourav Pednekar et Ankita Jain du MIT, ainsi que Olav Rune Godø de l’Institut de recherche marine de Norvège.

La cloche sonne

Pour leur nouvelle étude, Makris et ses collègues ont réanalysé les données recueillies lors d’une croisière en février 2014 dans la mer de Barents, au large des côtes norvégiennes. Au cours de cette croisière, l’équipe a déployé le système OAWRS (Ocean Acoustic Waveguide Remote Sensing), une technique d’imagerie sonore qui utilise un réseau acoustique vertical, fixé au fond d’un bateau, pour envoyer des ondes sonores dans l’océan et dans tous les sens. instructions. Ces vagues peuvent parcourir de grandes distances en rebondissant sur les obstacles ou les poissons sur leur passage.

Le même bateau ou un deuxième bateau, remorquant un ensemble de récepteurs acoustiques, capte en permanence les ondes dispersées et réfléchies, jusqu’à plusieurs dizaines de kilomètres. Les scientifiques peuvent ensuite analyser les formes d’onde collectées pour créer des cartes instantanées de l’océan sur une vaste étendue.

Auparavant, l’équipe avait reconstruit des cartes de poissons individuels et de leurs déplacements, mais ne pouvait pas distinguer les différentes espèces. Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont appliqué une nouvelle technique « multispectrale » pour différencier les espèces en fonction de la résonance acoustique caractéristique de leur vessie natatoire.

“Les poissons ont une vessie natatoire qui résonne comme des cloches”, explique Makris. “La morue a de grandes vessies natatoires qui ont une faible résonance, comme une cloche de Big Ben, tandis que le capelan a de minuscules vessies natatoires qui résonnent comme les notes les plus hautes d’un piano.”

En réanalysant les données de l’OAWRS pour rechercher des fréquences spécifiques de capelan par rapport à la morue, les chercheurs ont pu imager des groupes de poissons, déterminer leur contenu en espèces et cartographier les mouvements de chaque espèce sur une vaste étendue.

Regarder une vague

Les chercheurs ont appliqué la technique multispectrale aux données OAWRS recueillies le 27 février 2014, au plus fort de la saison de frai du capelan. Tôt le matin, leur nouvelle cartographie a montré que le capelan restait en grande partie isolé, se déplaçant au hasard, en groupes lâches le long de la côte norvégienne. À mesure que le soleil se levait et éclairait les eaux de surface, le capelan commençait à descendre vers des profondeurs plus sombres, cherchant peut-être des endroits le long du fond marin pour frayer.

L’équipe a observé qu’à mesure que les capelans descendaient, ils commençaient à passer d’un comportement individuel à un comportement de groupe, formant finalement un énorme banc d’environ 23 millions de poissons qui se déplaçaient dans une vague coordonnée s’étendant sur plus de dix kilomètres de long.

« Ce que nous avons découvert, c’est que le capelan a cette densité critique, qui découle d’une théorie physique, que nous avons maintenant observée dans la nature », explique Makris. “S’ils sont suffisamment proches les uns des autres, ils peuvent adopter la vitesse et la direction moyennes des autres poissons qu’ils peuvent détecter autour d’eux, et peuvent alors former un banc massif et cohérent.”

Sous leurs yeux, les poissons en bancs ont commencé à se déplacer comme un seul, dans un comportement cohérent qui a été observé chez d’autres espèces mais jamais chez le capelan jusqu’à présent. On pense qu’une telle migration cohérente aide les poissons à économiser de l’énergie sur de grandes distances en suivant essentiellement le mouvement collectif du groupe.

Dans ce cas-ci, cependant, dès que le banc de capelans s’est formé, il a attiré un nombre croissant de morues, qui ont rapidement formé leur propre banc, totalisant environ 2,5 millions de poissons, selon la cartographie acoustique de l’équipe. En quelques petites heures, la morue a consommé 10,5 millions de capelans sur des dizaines de kilomètres avant que les deux bancs ne se dissolvent et que les poissons ne se dispersent. Makris soupçonne qu’une prédation aussi massive et coordonnée soit un phénomène courant dans l’océan, même si c’est la première fois que les scientifiques sont en mesure de documenter un tel événement.

“C’est la première fois que l’on observe une interaction prédateur-proie à grande échelle, et c’est une bataille cohérente pour la survie”, explique Makris. “Cela se produit à une échelle monstrueuse, et nous observons une vague de capelans zoomer, comme une vague autour d’un stade sportif, et ils se rassemblent en quelque sorte pour former une défense. Cela se produit également avec les prédateurs, qui se rassemblent pour attaque de manière cohérente.

L’équipe espère déployer l’OAWRS à l’avenir pour surveiller la dynamique à grande échelle d’autres espèces de poissons.

“Il a été démontré à maintes reprises que lorsqu’une population est sur le point de s’effondrer, il y a un dernier banc. Et lorsque ce dernier groupe important et dense disparaît, il y a un effondrement”, explique Makris. “Il faut donc savoir ce qu’il y a là avant qu’il ne disparaisse, car les pressions ne sont pas en leur faveur.”

Ce travail a été soutenu en partie par l’Office of Naval Research des États-Unis et l’Institut de recherche marine de Norvège.



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