Océan mondial déséquilibré : les humains semblent avoir enfreint une loi de la nature

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La pêche industrielle au cours du siècle dernier semble avoir enfreint une loi de la nature.

Aussi surprenant que cela puisse paraître, toutes les formes de vie dans l’océan, du petit krill au gros thon, semblent obéir à une loi mathématique simple qui lie l’abondance d’un organisme à sa taille corporelle. Par exemple, bien que les petits krills ne pèsent individuellement qu’un milliardième du poids d’un gros thon, ils ont également tendance à être un milliard de fois plus nombreux dans tous les océans. L’idée, connue sous le nom de théorie du spectre de taille de Sheldon, a été avancée pour la première fois dans les années 1970, mais n’a jamais été testée pour un large éventail d’espèces marines et à l’échelle mondiale jusqu’à présent. Une équipe de recherche internationale, comprenant des chercheurs de McGill, a découvert que non seulement la théorie semble avoir été vérifiée autrefois, mais que cet équilibre naturel a maintenant été radicalement modifié par la pêche industrielle généralisée.

Dans une étude publiée récemment dans Avancées scientifiques, une équipe internationale composée de chercheurs de l’Université McGill, du Max Planck Institute for Mathematics in the Sciences en Allemagne, de l’Institut de Ciència i Tecnologia Ambientals en Espagne, de l’Université de technologie du Queensland en Australie et du Weizmann Institute of Science en Israël ont découvert que lorsque les océans étaient dans un état plus vierge (avant le 20e siècle et l’avènement de la pêche industrielle à grande échelle), la théorie du spectre de taille semble avoir été vérifiée.

« Le fait que la vie marine soit répartie uniformément selon les tailles est remarquable », déclare Eric Galbraith, auteur principal de l’article et professeur au Département des sciences de la Terre et des planètes de McGill. « Nous ne comprenons pas pourquoi il faudrait que ce soit ainsi – pourquoi ne pourrait-il pas y avoir beaucoup plus de petites choses que de grandes choses ? Ou une taille idéale qui se situe au milieu ? En ce sens, les résultats montrent à quel point nous ne comprenons pas l’écosystème.

Des bactéries aux baleines – trouver un moyen de mesurer toute la vie marine

Pour obtenir une image des nombres actuels dans une gamme sans précédent d’espèces, les chercheurs ont utilisé diverses études récentes pour construire un vaste ensemble de données mondiales sur les organismes marins, y compris les bactéries, le phytoplancton, le zooplancton, les poissons et les mammifères. Leur approche leur a permis de différencier la distribution spatiale de 12 grands groupes de vie aquatique sur l’ensemble de l’océan.


Toutes les formes de vie dans l’océan, du petit krill au gros thon, semblent obéir à une loi mathématique simple qui lie l’abondance d’un organisme à sa taille corporelle. Crédit : Institut Max Planck

« Il était difficile de trouver un moyen de comparer de manière adéquate les mesures d’organismes couvrant une différence d’échelle aussi importante », se souvient Ian Hatton, premier auteur de l’étude et chercheur Alexander von Humboldt à l’Institut Max Planck. “Alors que les organismes aquatiques microscopiques pouvaient être estimés à partir de plus de 200 000 échantillons d’eau collectés à travers le monde, les grands animaux marins peuvent nager dans des bassins océaniques entiers et devaient être estimés à l’aide de méthodes totalement différentes.”

Les chercheurs ont également utilisé des reconstitutions historiques et des modèles d’écosystèmes marins pour estimer la biomasse marine dans des océans vierges (avant 20e siècle) et comparé ces données à celles d’aujourd’hui. Ils ont découvert que, malgré des exceptions aux deux extrêmes – baleines et bactéries – il y avait autrefois une biomasse remarquablement constante d’environ 1 gigatonne sur chaque ordre de grandeur de la taille du corps. Cela signifie que la quantité totale de vie dans les océans entre n’importe quelle taille et une taille dix fois plus grande – par exemple, de 1 g à 10 g – totalise toujours environ 1 milliard de tonnes, quelle que soit la taille de départ. Mais la pêche industrielle a considérablement modifié cette image.

Impacts humains sur la biomasse marine

Contrairement à un spectre de biomasse presque constant dans l’océan vierge, l’examen du spectre par les chercheurs a révélé un impact majeur de l’humanité sur la répartition de la biomasse dans les plus grandes tailles.

Alors que la pêche représente moins de 3 pour cent de la consommation alimentaire humaine, ses effets sur le spectre de la biomasse ont été dévastateurs. Les gros poissons (c’est-à-dire tout ce qui dépasse 10 cm) ont subi une perte totale de biomasse d’environ 2 gigatonnes (une réduction de 60 %), éclipsant les 0,1 gigatonnes que les pêcheurs capturent chaque année. Historiquement, la chasse à la baleine était encore plus dévastatrice pour la plus grande extrémité du spectre de la biomasse, les plus grandes baleines subissant une perte de 90 %. En effet, les auteurs estiment que les pertes causées par la pêche industrielle et la chasse à la baleine au cours du siècle dernier sont bien supérieures aux pertes potentielles de biomasse dues aux scénarios de changement climatique au cours des 80 prochaines années, même dans des scénarios d’émissions pessimistes.

« La plus grande surprise, vue dans cette perspective mondiale, a été l’énorme inefficacité de la pêche. Lorsque les flottes de pêche industrielle sortent et capturent des poissons dans l’océan, elles n’agissent pas comme les grands poissons prédateurs, les phoques ou les oiseaux avec lesquels elles sont en concurrence, qui ne consomment que de petites quantités de populations de poissons d’une manière qui maintient les populations stables », dit Galbraith. “Les humains n’ont pas simplement remplacé les prédateurs océaniques, mais ont complètement modifié le flux d’énergie dans l’écosystème marin.”

Il ajoute : « La bonne nouvelle est que nous pouvons inverser le déséquilibre que nous avons créé, en réduisant le nombre de navires de pêche actifs dans le monde. La réduction de la surpêche contribuera également à rendre la pêche plus rentable et durable – c’est un potentiel gagnant-gagnant, si nous pouvons nous ressaisir.

Pour en savoir plus sur cette recherche, lisez Les humains coupables d’avoir enfreint une loi fondamentale de la nature océanique.

Référence : « Le spectre global de la taille des océans des bactéries aux baleines » par Ian A. Hatton, Ryan F. Heneghan, Yinon M. Bar-On et Eric D. Galbraith, 10 novembre 2021, Avancées scientifiques.
DOI : 10.1126 / sciadv.abh3732

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