Letteratura scientifica selezionata sul tema "Écologie pélagique – Pacifique (océan ; ouest)"

Les écosystèmes pélagiques sont des éléments clés des océans à l'échelle du globe, dans lesquels prennent place de nombreux échanges de matière et d'énergie entre la surface euphotique et les profondeurs mésopélagiques. Cette zone abrite une forte biodiversité et un réseau trophique complexe au centre duquel se situe le micronecton. Ce compartiment est composé des organismes mesurant entre 2 et 20 cm et regroupe diverses espèces qui peuvent être résumées par les catégories suivantes : poissons, crustacés, mollusques et organismes gélatineux (méduses, pyrosomes, salpes…). Le micronecton est la nourriture principale des prédateurs supérieurs comme les thons, les mammifères marins et les oiseaux marins et se nourrit principalement de zooplancton, le plaçant, de ce fait, au centre du réseau trophique. De plus, une partie des espèces de micronecton réalise une migration journalière entre la surface et les profondeurs. Cette migration est appelée migration nycthémérale et se produit à chaque cycle solaire : les organismes résidant dans les couches mésopélagiques profondes de jour (>300m) remontent vers la surface au coucher du soleil et inversement à l'aube. Cette migration verticale, observée dans tous les océans, est une des migrations les plus importantes à l'échelle du globe. Son importante biomasse à l'échelle du globe, sa place centrale dans le réseau trophique et son comportement migratoire participant aux flux biogéochimiques des océans font du micronecton un élément incontournable de l'étude des écosystèmes pélagiques. Cette thèse étudie le micronecton dans le Pacifique tropical à travers trois axes principaux : 1) quels sont les moyens d'observation du micronecton, et comment estimer l'abondance de ces espèces, 2) comment améliorer ces études à l'aide de technologies récentes, notamment les profileurs acoustiques large bande, et 3) comment caractériser la distribution du micronecton à l'échelle du Pacifique tropical en définissant des écosystèmes en lien avec les variables environnementales. L'axe 1) étudie dans un premier temps les méthodes d'observation du micronecton, leurs biais respectifs et comment elles se complètent. En se concentrant sur les mesures acoustique-chalut réalisées dans le Pacifique tropical sud-ouest, nous comparons les estimations d'abondance du micronecton réalisées à l'aide du chalut et de l'acoustique, afin d'estimer un ordre de grandeur de la différence d'abondance obtenue par chaque méthode à différentes profondeurs. Dans l'axe 2) nous explorons l'apport d'un profileur large bande lors de l'étude de l'abondance et de la distribution du micronecton et développons l'usage d'un algorithme d'écho-comptage pour estimer la densité des organismes en fonction de la profondeur. Le dernier axe 3) s'appuie sur les données acoustiques acquises pendant trois campagnes WARMALIS dans le Pacifique tropical ouest pour le décrire à large échelle. Cinq différents écosystèmes ont pu être caractérisés. La distribution spatio-temporelle du micronecton s'avère différente dans chacun d'eux, en relation avec les variables environnementales (température, oxygène, salinité, courants…). Ce découpage met en lumière la présence de la Warm Pool, de l'upwelling équatorial et des zones oligotrophes, qui sont chacune caractérisées par une structure verticale et une densité de micronecton différente. Cette thèse souligne les biais des méthodes utilisées pour étudier le micronecton, et l'utilité de les combiner pour obtenir des estimations plus robustes. En appliquant ensuite ces méthodes au Pacifique tropical, elle démontre la variabilité des écosystèmes à cette échelle. Inclure cette variabilité spatiale dans les études de prédictions globales d'abondance et de biomasse du micronecton est essentielle afin d'affiner les estimations et de comprendre le lien entre l'environnement et la biologie. Enfin, elle réaffirme la nécessité de prendre en compte le micronecton pour préserver et gérer durablement les écosystèmes océaniques
Pelagic ecosystems are key elements of the global oceans, hosting numerous exchanges between the euphotic surface and mesopelagic depths. This zone exhibits a high biodiversity and a complex trophic network, with micronekton as a central component. This compartment comprises organisms measuring between 2 and 20 cm and encompasses a wide variety of species, including fish, crustaceans, molluscs, and gelatinous organisms (such as jellyfish, pyrosomes, salps). Micronekton serves as the primary food source for top predators like tuna, marine mammals, and seabirds and is predominantly feeding on zooplankton, thus occupying a central position in the trophic network. Additionally, some micronekton species undertake a diel migration between surface and depths, known as the nycthemeral migration, occurring with each solar cycle: organisms residing in deep mesopelagic layers during the day (>300m) ascend to the surface at sunset and vice versa at dawn. This vertical migration, observed in all oceans, is one of the largest global migrations. Its substantial biomass on a global scale, central role in the trophic network, and migratory behavior contributing to oceanic biogeochemical fluxes make micronekton an indispensable element in the study of pelagic ecosystems. This thesis investigates micronekton in the tropical Pacific through three main axes: 1) observation methods and abundance estimation, 2) improvement through recent technologies, particularly broadband acoustic profilers, and 3) characterization of micronekton distribution at the Pacific scale by defining ecosystems linked to environmental variables. Axis 1) initially examines micronekton observation methods, their respective biases, and their complementary nature. By focusing on acoustic-trawl measurements in the southwest tropical Pacific, we compare micronekton abundance estimates obtained through trawling and acoustics to estimate the difference of abundance obtained by one and the other method at different depths. In axis 2), we explore the contribution of a broadband profiler to micronekton abundance and distribution studies, developing an echo-counting algorithm to estimate organism density by depth. The final axis 3) utilizes acoustic data collected during three WARMALIS campaigns in the western tropical Pacific to describe it at large scale. Five different ecosystems could be characterized. The spatio-temporal distribution of micronekton appears different in each of them, in relation with environmental variables (temperature, oxygen, salinity, currents, etc.). This division highlights the presence of the Warm Pool, the equatorial upwelling, and oligotrophic zones, each characterized by different vertical structuring and micronekton density. This thesis emphasizes the various biases of micronekton study methods and the utility of combining them to obtain more robust estimates. By then applying these methods to the tropical Pacific, it demonstrates the considerable variability of ecosystems on a Pacific scale. Including this spatial variability in global predictions of micronekton abundance and biomass is essential for refining estimates and understanding the link between the environment and biology. Finally, it reaffirms the need to consider micronekton for the sustainable preservation and management of oceanic ecosystems

L'écosystème océanique Néo-Calédonien dans le Pacifique sud-ouest contient une forte diversité de prédateurs, comme les oiseaux marins ou les cétacés. La récente création du Parc naturel de la mer de corail a ouvert un besoin d'informations solides sur le fonctionnement de cet écosystème remarquable, notamment sur la dynamique du micronecton (organismes entre 1 et 20cm constituant la nourriture des prédateurs supérieurs) et de son rôle central dans les réseaux alimentaires, d'autant plus que ce maillon est le plus méconnu. Dans ce contexte, cette thèse a montré une forte influence de l’environnement sur sa distribution spatiale et saisonnière avec en moyenne plus de micronecton dans le sud que dans le nord, et plus en hiver qu’en été. Les espèces composant le micronecton sont plus riches en crustacés au nord en céphalopodes et poissons au sud. L’abondance de micronecton aurait tendance à diminuer sous l’influence du changement climatique. Enfin, nous avons montré que la répartition spatiale de ce groupe influençait la présence de six groupes de prédateurs : thon jaune, thon germon, dorade coryphène, dauphins, puffin et fou à pieds rouges
The New Caledonian pelagic ecosystem in the southwest Pacific contains a high diversity of predators, such as seabirds and cetaceans. The recent creation of the Natural Park of the Coral Sea created a need for solid information on the functioning of this remarkable ecosystem, particularly on the dynamics of the micronecton (organisms between 1 and 20 cm constituting food of top predators) and its central role in food webs, especially since is the most poorly understood. In this context, this PhD showed a strong influence of environment on its spatial and seasonal distribution with on average more micronekton in the south than in the north, and more in winter than in summer. The species composing the micronecton are riche in crustaceans in the north and in cephalopods and fish in the south. The micronecton abundance would tend to decrease under the influence of climate change. Finally, we showed that the spatial distribution of this group influenced the presence of six groups of predators: yellowfin tuna, albacore tuna, dolphin, dolphin, shearwater and red-footed body

Le Pacifique tropical ouest (120°E-160°W, 20°S-20°N) est une région complexe où coexistent deux écosystèmes aux frontières variables, et aux caractéristiques physiques et biologiques très différentes : la warm pool à l'ouest, écosystème oligotrophe limité par le nitrate, et la cold tongue à l'est, limitée par le fer. Nous utilisons les concentrations en chlorophylle SeaWiFS comme proxy pour la biomasse phytoplanctonique sur la période septembre 1997 à décembre 2004. Une analyse statistique nous permet de dégager les principaux modes spatiaux-temporels où se concentre la variabilité de la chlorophylle. Nous étudions ensuite successivement le cycle saisonnier, une manifestation de l'activité interannuelle et l'action des coups de vent d'ouest à l'échelle intrasaisonnière. Nous montrons ainsi que la variabilité des vents et des courants contrôle au premier ordre la biologie dans le Pacifique tropical ouest. Cette étude met également en lumière l'influence de la topographie sur la variabilité de la chlorophylle, bien au-delà des régions côtières.

Comprendre les facteurs sociaux et environnementaux de la distribution et des mouvements de la mégafaune marine est essentiel à sa conservation. Les cétacés sont des espèces rares et mobiles, dont la gestion nécessite une meilleure compréhension des habitats qu’ils occupent. Cette thèse a eu pour but d’étudier l’écologie spatiale d’une population en danger de baleines à bosse (Megaptera novaeangliae) dans l’océan Pacifique Sud. En utilisant un ensemble de données multidisciplinaires collecté entre 1995 et 2018 en Nouvelle-Calédonie et en Océanie, cette thèse a poursuivi trois objectifs : 1) étudier les meilleures pratiques de modélisation de la distribution des cétacés, 2) acquérir une meilleure compréhension de la distribution, des habitats et des mouvements des baleines à bosse dans leur zone de reproduction d’Océanie, 3) prédire les zones de conservation prioritaires et les menaces potentielles pour les baleines à bosse dans cette région. La modélisation de la distribution d’une grande baleine migratrice à partir de données de recherche non systématique et issues de la science participative a fourni des prédictions de bonne qualité, tant que l’hétérogénéité spatiale de l’échantillonnage et la tendance statistique au surapprentissage étaient correctement prises en compte. Les modèles additifs généralisés ont été privilégiés pour leur équilibre en termes de complexité des relations modélisées, leur rendu écologiquement explicite et leur capacité de transferabilité. Les modèles d’utilisation de l’habitat à différentes échelles spatiales ont révélé une préférence pour une diversité d’habitats peu profonds répartis dans une large gamme de température des eaux en Océanie. Les monts sous-marins et bancs peu profonds ont été identifiés comme d’importants habitats de reproduction et de développement pour les baleineaux. Ces reliefs sous-marins jouent également un rôle clé dans la connectivité au sein et entre les populations. Cette utilisation unique et inattendue de l’habitat pélagique a des conséquences importantes sur la gestion spatiale des baleines à bosse. La prédiction des habitats de reproduction présents et futurs à des échelles multiples fournit une base scientifique pour la désignation de zones de conservation prioritaires et la protection contre les menaces générées par les activités humaines et le changement climatique dans le Pacifique Sud
Understanding the social and environmental drivers of the distribution and movements of marine megafauna is essential to their conservation. Cetaceans are elusive and mobile species, whose management requires an improved understanding of habitat use patterns. This thesis is aimed at investigating the spatial ecology of an endangered population of humpback whales (Megaptera novaeangliae) in the South Pacific Ocean. Using a multidisciplinary dataset collected between 1995 and 2018 in New Caledonia and Oceania, this thesis addressed three objectives, 1) investigate best practices to cetacean species distribution modeling, 2) acquire fundamental knowledge on the distribution, habitats and movements of humpback whales in Oceania breeding grounds, and 3) predict priority conservation areas and potential threats to humpback whales. Modeling the distribution of a migratory large whale from non-systematic visual survey and citizen science data provided valuable space-use predictions when uneven survey effort and statistical overfitting were specifically addressed. Generalized Additive Models were favored for their complexity trade-off, ecological interpretability and transferability. Models of habitat use revealed a preference for a diversity of shallow habitats (low island and atoll lagoons, barrier reef and high island slopes, banks and seamounts) spread over a relatively large thermal range over Oceania. Shallow seamounts and banks were identified as major breeding and nursing habitats and play a key role in the connectivity within and between populations. This unique and unexpected use of pelagic waters has important consequences for the spatial management of humpback whales. The predictions of present and future suitable humpback whale breeding habitats at multiples scales provide science-based evidence for priority conservation areas, and enable mitigation of threats from anthropogenic activities and climate change in the South Pacific

Le mercure est un métal présent naturellement dans l’environnement qui a la particularité, sous sa forme organique (le monométhylmercure; MMHg), de se bioaccumuler dans les organismes et de se bioamplifier le long des chaînes alimentaires. Depuis la prise de conscience de la toxicité du MMHg, les travaux se sont multipliés pour comprendre où et comment le MMHg est produit puis incorporé dans les réseaux trophiques marins. Les réponses à ces questions sont primordiales afin d’anticiper le devenir du MMHg dans les espèces commercialisées dans un contexte d’augmentation des émissions de mercure et de changement climatique.Ce travail de thèse s’inscrit dans cette démarche en étudiant les variations spatiales de mercure total contenu dans le muscle de trois espèces de thons: les thons obèses, germons et jaunes, capturés dans le Pacifique sud. Une tendance spatiale similaire a été observée pour les trois espèces avec des concentrations plus élevées dans la zone sud-ouest par rapport à la zone ouest-équatoriale. Ce patron semble être en partie expliqué par des modifications de l’alimentation des espèces en lien avec la structure thermique de la colonne d’eau. La combinaison de mesures des isotopes stables de l’azote et de marqueurs électroniques ont permis de mettre en évidence un approfondissement de l’habitat vertical des thons obèses vers la Nouvelle-Calédonie, leur permettant de se nourrir sur des proies profondes probablement plus concentrées en MMHg. De plus, les profils de MMHg dissous de la partie sud-ouest Pacifique suggèrent une plus forte production de MMHg dans la zone épipélagique augmentant la biodisponibilité du MMHg à la base des chaînes alimentaires pélagiques
Mercury is a naturally distributed heavy metal which is characterized, under its organic form (monomethylmercury; MMHg), by its bioaccumulation in living organisms and its biomagnifications along food chains. Since the awareness of MMHg neurotoxicity, lots of research works have focused on understanding where and how MMHg is formed and transmited to marine food webs. Those questions are keys in order to anticipate how MMHg, in commercially fish species, will respond in a context of increasing mercury emissions and climate change.This work is part of this approach by studying total mercury spatial variations from muscle tissue of three tuna species: bigeye, albacore and yellowfin tuna, captured within the south Pacific Ocean. Every tuna species demonstrated a consistent and similar spatial trend, with higher total mercury concentrations in the southwest and lower concentrations in the western equatorial Pacific. This spatial trend seems to be in accordance with varying tuna diet linked to the thermal features of the water column. By combining archival tagging data and nitrogen stable isotope analysis, we showed that the deepening of bigeye tuna vertical habitat around New Caledonia might allow them to forage on deeper and MMHg enriched preys. Additionnaly, dissolved MMHg profiles in the southwest Pacific suggest higher methylation processes in the epipelagic zone leading, possibly, to higher MMHg bioavailability for marine food chains.This study highlighted the key role of tuna trophic ecology and particularly foraging depth in their MMHg exposure. Those features have to be considered in future studies evaluating food webs contamination at a spatial or temporal scale

Depuis le milieu des années 1990, l’utilisation de Dispositifs de Concentration de Poissons (DCP), des objets artificiels spécifiquement mis à l’eau pour agréger des bancs de poissons, est devenue de plus en plus importante pour la pêche au thon tropical à la senne. Cette utilisation massive des DCP, qui s’accompagne d’une utilisation massive de dispositifs de suivi comme les balises GPS et les balises échosondeurs, est aujourd’hui source d’inquiétude pour les stocks de thons, les prises accessoires mais aussi pour le fonctionnement des écosystèmes pélagiques. Cependant, les modalités d’utilisation des DCP et des balises GPS qui servent à les suivre restent mal connues, ce qui complique considérablement l’évaluation et la gestion des impacts de ces pratiques de pêche. Afin d’améliorer les connaissances actuelles de la pêcherie, les positions des balises GPS utilisées par les 3 armements français dans les océans Atlantique et Indien, constituant une part significative des DCP utilisés dans ces deux océans, ont été analysées. Ces données ont été combinées avec des multiples sources d’information : les livres de bord, les trajectoires VMS des senneurs français ainsi que des entretiens avec les patrons français. Elles nous permettent de mieux comprendre les stratégies de mise à l’eau des DCP et des balises, d’estimer le nombre d’objets flottants utilisés par les flottes de senneurs dans les océans Atlantique et Indien, de mesurer la contribution des DCP et des navires auxiliaires à l’efficacité de pêche des senneurs, d’identifier des destructions potentielles d’habitats par les DCP échoués and pour finir de proposer des solutions de gestion pour la pêcherie. Les résultats montrent une grande saisonnalité dans les mises à l’eau des deux océans, une croissance rapide du nombre de balises GPS au cours des 7 dernières années puisqu’elle est multipliée par 4.2 dans l’Océan Indien et 7 dans l’Océan Atlantique, des dommages possibles causés à des écosystèmes côtiers fragiles avec une probabilité d’échouage de l’ordre de 10% et finalement une augmentation de l’efficacité de pêche entre 2003 et 2014 de l’ordre de 3.8-18.8% dans l’Océan Atlantique et 10.7%-26.3% dans l’Océan Indien. Les entretiens avec les capitaines des senneurs soulignent la nécessité d’une gestion plus efficace de la pêcherie, avec entre autres l’instauration de quotas, une régulation de la capacité de la flotte de senneurs et un meilleur suivi des navires auxiliaires. Les résultats obtenus constituent les premières étapes nécessaires à une meilleure gestion de la pêche sous objet flottant
Since the mid 1990s, the use of drifting Fish Aggregating Devices (dFADs) by purse seiners, artificial objects specifically designed to aggregate fish, has become an important mean of catching tropical tunas. In recent years, the massive deployments of dFADs, as well as the massive use of tracking devices on dFADs and natural floating objects, such as GPS buoys, have raised serious concerns for tropical tuna stocks, bycatch species and pelagic ecosystem functioning. Despite these concerns, relatively little is known about the modalities of GPS buoy tracked objects use, making it difficult to assess and manage of the impacts of this fishing practice. To fill these knowledge gaps, we have analyzed GPS buoy tracks provided by the three French fishing companies operating in the Atlantic and the Indian Oceans, representing a large proportion of the floating objects monitored by the French fleet. These data were combined with multiple sources of information: logbook data, Vessel Monitoring System (VMS) tracks of French purse seiners, information on support vessels and Local Ecological Knowledge (LEK) of purse seine skippers to describe GPS buoy deployment strategies, estimate the total number of GPS buoy equipped dFADs used in the Atlantic and Indian Oceans, measure the contribution of strategies with FOBs and support vessels to the fishing efficiency of tropical tuna purse seiners, identify potential damages caused by lost dFADs and finally to propose management options for tropical tuna purse seine FOB fisheries. Results indicate clear seasonal patterns of GPS buoy deployment in the two oceans, a rapid expansion in the use of dFADs over the last 7 years with an increase of 4.2 times in the Indian Ocean and 7.0 times in the Atlantic Ocean, possible damages to fragile coastal ecosystems with 10% of GPS buoy tracks ending with a beaching event and an increased efficiency of tropical tuna purse seine fleets from 3.9% to 18.8% in the Atlantic Ocean over 2003-2014 and from 10.7% to 26.3% in the Indian Ocean. Interviews with purse seine skippers underlined the need for a more efficient management of the fishery, including the implementation of catch quotas, a limitation of the capacity of purse seine fleets and a regulation of the use of support vessels. These results represent a first step towards better assessment and management of purse seine FOB fisheries