Des chercheurs de l’Université de Stanford, de l’UC Santa Cruz et de l’Université Duke étudient une baleine à bosse en bateau et en drone dans les eaux de surface près de la péninsule antarctique occidentale. Crédit : Duke University Marine Robotics and Remote Sensing sous le permis NOAA 14809-03 et les permis ACA 2015-011 et 2020-016
La recherche sur l’alimentation des baleines montre comment le déclin précipité des grands mammifères marins a eu un impact négatif sur la santé et la productivité des écosystèmes océaniques.
De 1910 à 1970, les humains ont tué environ 1,5 million de baleines à fanons dans les eaux glaciales encerclant l’Antarctique. Ils étaient chassés pour leur graisse, leurs fanons – la frange filtrante qu’ils ont à la place des dents – et leur viande. On pourrait supposer que du point de vue du krill – les minuscules créatures ressemblant à des crevettes dont les baleines se régalent – ce serait une aubaine. Mais une nouvelle recherche publiée le 3 novembre 2021 dans La nature d’une collaboration menée par le laboratoire Goldbogen de l’université de Stanford suggère le contraire : que le déclin des baleines à fanons dans l’océan Austral a entraîné un déclin du krill.
Ce résultat paradoxal montre à quel point le déclin précipité des grands mammifères marins a eu un impact négatif sur la santé et la productivité des écosystèmes océaniques, selon les chercheurs.
« Cinquante ans après que nous ayons cessé de chasser les baleines, nous apprenons encore quel impact cela a eu. Le système n’est pas le même », a déclaré Matthew Savoca, chercheur postdoctoral au laboratoire Goldbogen de la station maritime Hopkins de Stanford et auteur principal de l’article. « Nous cherchons des moyens d’utiliser ces informations pour restaurer les écosystèmes océaniques et ramener les baleines. Et j’espère que cela aura des avantages pour tout, de la conservation de la biodiversité au rendement de la pêche en passant par le stockage du carbone. »
Les chercheurs sont arrivés à leur conclusion troublante après avoir posé une question très fondamentale : combien mangent les baleines ?
Moderniser la recherche sur les baleines
Les grandes baleines sont intrinsèquement difficiles à étudier car elles ne peuvent pas être étudiées en captivité. Ainsi, les estimations précédentes de la quantité consommée par les baleines se limitaient généralement à des études de baleines mortes ou à des extrapolations métaboliques basées sur des animaux beaucoup plus petits.
Pour cette étude, les chercheurs ont examiné les rorquals bleus, communs, à bosse et petits rorquals, tous des rorquals qui se nourrissent en avalant une grande quantité d’eau et en la filtrant à travers les fanons frangés de leur bouche jusqu’à ce qu’il ne reste que leurs proies. Ils employaient plusieurs dispositifs d’étiquetage de haute technologie qui s’attachent aux baleines généralement pendant environ cinq à 20 heures, enregistrant leurs mouvements, leur accélération, le son et, si la lumière le permet, la vidéo. Des drones, exploités par le Duke Marine Robotics and Remote Sensing Laboratory, ont mesuré la longueur des baleines individuelles marquées, ce qui aide les chercheurs à estimer la taille de leur gorgée. En collaboration avec la Division de la recherche environnementale de la NOAA et de l’Université de Californie à Santa Cruz, les chercheurs ont également utilisé un appareil sous-marin appelé échosondeur – que Savoca compare à “un détecteur de poissons sophistiqué” – qui utilise des ondes sonores à plusieurs fréquences différentes pour mesurer combien de proies est autour.
Balises vidéo et 3D-motion qui sont déployées sur de grandes baleines avec des ventouses. Crédit : Laboratoire Goldbogen
“Tout cela mis ensemble nous donne vraiment cette vue incroyable”, a déclaré Shirel Kahane-Rapport, une étudiante diplômée du laboratoire de Goldbogen et co-auteur de l’article. « De chacun, vous pouvez en apprendre beaucoup sur les baleines, mais la combinaison porte la recherche à un autre niveau. »
L’analyse des données qu’ils ont capturées a révélé que les baleines de l’océan Austral mangent environ deux fois plus de krill que les estimations précédentes ne le suggéraient, et que les baleines bleues et à bosse se nourrissant de krill au large des côtes californiennes en mangent deux à trois fois plus qu’on ne le pensait auparavant. Cependant, les poissons qui nourrissent les baleines à bosse pourraient manger la quantité estimée précédemment ou même moins. Cette fourchette semble refléter la densité énergétique de la nourriture – les baleines ont besoin de manger plus de krill pour obtenir la même énergie qu’elles le feraient avec une plus petite quantité de poisson.
“Au fur et à mesure que les grandes baleines à fanons grossissent, la machinerie anatomique qui leur permet de manger devient également relativement plus grosse”, a déclaré Jeremy Goldbogen, codirecteur de la Hopkins Marine Station et professeur agrégé de biologie à la School of Humanities and Sciences, qui est auteur principal. du papier. « Ils ont fait évoluer ces systèmes qui leur permettent d’être des machines à manger. Cette taille de gorgée disproportionnellement plus grande leur permet de profiter d’une nourriture abondante, comme le krill.
Les chercheurs ont fait leurs estimations de consommation sur la base de leurs données sur la densité des proies, la taille des gorgées et la fréquence des fentes, telles qu’enregistrées par les étiquettes. Passer d’heures de données à des estimations générales – et les appliquer aux baleines du monde entier – a nécessité des calculs minutieux.
Mesures sur le terrain informant la consommation de proies des baleines à fanons et le recyclage des nutriments. Photos prises sous les permis NOAA 16111, 14809, 23095 et les permis ACA 2015-011 et 2020-016. Crédit : Alex Boersma
“Nous avons mis au point un processus très complexe et nous essayons de faire de notre mieux pour conserver autant d’incertitudes que possible en cours de route”, a déclaré Max Czapanskiy, étudiant diplômé du laboratoire de Goldbogen et co-auteur de l’article. « Personne d’autre n’a de telles données. C’est un énorme pas en avant, mais en même temps, c’est un système difficile à étudier et il y a encore beaucoup d’incertitude.
Avec ces nouvelles estimations de consommation, les chercheurs ont calculé que l’abondance de krill dans l’océan Austral au début du XXe siècle devait être environ cinq fois supérieure à ce qu’elle est aujourd’hui afin de nourrir la population de baleines avant la chasse à la baleine. Cela implique un rôle complexe pour les baleines dans leurs écosystèmes où le déclin ou le rétablissement de leurs populations est fortement lié à la productivité et au fonctionnement globaux de l’écosystème.
“J’espère qu’un tel travail peut vraiment amener les gens à prendre en compte les répercussions des activités humaines sur l’ensemble de l’écosystème, car nous affectons toujours continuellement leur environnement”, a déclaré Kahane-Rapport.
Usines de transformation mobiles
L’océan Austral est l’un des écosystèmes les plus productifs de la Terre, en grande partie en raison de l’abondance d’algues microscopiques, appelées phytoplancton. Le phytoplancton est une source de nourriture vitale pour le krill, les petits poissons et les crustacés, qui sont à leur tour consommés par des animaux plus gros, notamment des baleines, des oiseaux et d’autres poissons. Mais les baleines contribuent également à soutenir le phytoplancton. En mangeant du krill puis en déféquant, les baleines libèrent le fer enfermé dans le krill dans l’eau, rendant ce fer disponible pour le phytoplancton, qui en a besoin pour survivre.
“Sans phytoplancton, vous n’aurez jamais tous les animaux et tout ce qui nous tient tant à cœur”, a déclaré Czapanskiy. « Lorsque les baleines étaient très nombreuses, elles jouaient un rôle incroyable dans le renforcement de l’écosystème. »
“Considérez ces grandes baleines comme des usines mobiles de traitement de krill”, a ajouté Savoca. « Chaque rorqual commun ou rorqual bleu a la taille d’un avion de ligne commercial. Ainsi, dans la première moitié du 20e siècle, avant la chasse à la baleine, il y avait un million supplémentaire de ces usines de transformation de krill de la taille de 737 qui se déplaçaient dans l’océan Austral pour manger, faire caca et fertiliser.
Les nombreux rebondissements de ces résultats démontrent l’impact potentiel de poser des questions simples. En essayant de déterminer combien les baleines mangent, ce travail a jeté le doute sur ce dont les gens pensaient que les baleines avaient besoin pour survivre et sur la façon dont les activités des baleines et des humains affectent les écosystèmes océaniques.
“Juste cette idée que si vous supprimez les grandes baleines, il y a en fait moins de productivité et potentiellement moins de krill et de poissons est incroyable”, a déclaré Goldbogen. “C’est un rappel que ces écosystèmes sont complexes, très complexes, et nous devons faire plus pour les comprendre pleinement.”
Lisez Les plus grandes baleines du monde mangent 3 fois plus qu’on ne le pensait auparavant, amplifiant leur rôle en tant qu’ingénieurs des écosystèmes mondiaux pour en savoir plus sur cette recherche.
Référence : « Consommation de proies des baleines à fanons basée sur des mesures de recherche de nourriture à haute résolution » par Matthew S. Savoca, Max F. Czapanskiy, Shirel R. Kahane-Rapport, William T. Gough, James A. Fahlbusch, KC Bierlich, Paolo S. Segre , Jacopo Di Clemente, Gwenith S. Penry, David N. Wiley, John Calambokidis, Douglas P. Nowacek, David W. Johnston, Nicholas D. Pyenson, Ari S. Friedlaender, Elliott L. Hazen et Jeremy A. Goldbogen, 3 novembre 2021, La nature.
DOI : 10.1038 / s41586-021-03991-5
Les co-auteurs supplémentaires de cette recherche à Stanford comprennent les étudiants diplômés William Gough et James Fahlbusch; le chercheur postdoctoral Paolo Segre et Elliott Hazen, professeur adjoint à la Hopkins Marine Station. Les autres co-auteurs proviennent du Cascadia Research Collective, du Duke University Marine Lab, de l’Oregon State University, de l’Université de Copenhague au Danemark, de l’Université du Danemark du Sud, Université d’Aarhus au Danemark, Nelson Mandela University en Afrique du Sud, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)/Stellwagen Bank National Marine Sanctuary, Smithsonian National Museum of Natural History, Burke Museum of Natural History and Culture, University of California, Santa Cruz et NOAA Southwest Centre des sciences halieutiques. Goldbogen est également membre de Stanford Bio-X et affilié au Stanford Woods Institute for the Environment.
Cette recherche a été financée par la National Science Foundation, l’Office of Naval Research Young Investigator Program, le Defense University Research Instrumentation Program, la National Geographic Society, le Percy Sladen Memorial Trust, la Fondation PADI, la Society for Marine Mammalogy, Torben og Alice Frimodts Fond, la Volgenau Foundation, le Fonds international pour la protection des animaux et MAC3 Impact Philanthropies qui fait partie de la Stanford One Ocean Initiative.
