Impacts biologiques de l'acidification des océans

Palmyra Atoll, Pacifique Nord. Photo © Tim Calver

Les modifications de la chimie des océans peuvent avoir des effets directs et indirects considérables sur les organismes marins et les écosystèmes dans lesquels ils vivent. Des études sur les calcifiants marins (coraux, crustacés et mollusques) indiquent que la plupart, mais pas tous, présentent une calcification réduite avec une acidification accrue des océans. ref

Impacts sur les organismes marins

représentants de calcifiants benthiques

Variation taxonomique des effets de l'acidification des océans. La taille d'effet moyenne est indiquée pour tous les organismes combinés (globalement), les calcifiants (orange) et les non calcifiants (vert). Le nombre d'expériences utilisées pour calculer la taille d'effet moyenne est indiqué entre parenthèses. ‡ Indique des différences significatives entre les groupes taxonomiques testés. Source: Kroeker et al. 2010

Un nombre croissant d’études ont démontré des effets néfastes sur l’acidification des océans sur les organismes marins, notamment: ref

  • Diminution du taux de croissance du squelette chez les coraux bâtisseurs de récifs
  • Capacité réduite de maintenir une coquille protectrice parmi le zooplancton nageant librement (le zooplancton comprend le «plancton animal», principalement les petits crustacés et les larves de poissons, et constitue la base de la plupart des réseaux trophiques marins)
  • Taux réduit de production de carbonate de calcium chez les algues marines (algues corallines et vertes crustacées)
  • Survie réduite des espèces marines larvaires, y compris des poissons et des crustacés commerciaux
  • Stades altérés du développement des invertébrés (fertilisation, clivage des œufs, larve, tassement et reproduction)
  • Dioxyde de carbone excessif (CO2) dans le sang (CO2 toxicité) des poissons et des céphalopodes et une réduction significative de la croissance et de la fécondité chez certaines espèces d’invertébrés

La baisse du pH (augmentation de l'acidité) peut affecter les organismes d'une manière qui va au-delà de la baisse de la calcification ou de la performance métabolique, notamment:

  • Interactions entre espèces à différents stades de la vie
  • Les pressions concurrentielles changeantes (p. Ex. Les coraux contre les algues)
  • Les altérations de la prédation qui entreront en jeu à mesure que les communautés réagiront à l'acidification
  • Modification du comportement des larves de poisson (due à une altération de la fonction sensorielle chez les larves de poisson) et diminution du succès du recrutement ref

Les interactions avec d'autres facteurs de stress (p. Ex. Apport de nutriments, augmentation de la température de la surface de la mer et élévation du niveau de la mer) auront également une incidence sur la façon dont les communautés marines changeront en réponse à une concentration élevée de CO.2 conditions.

Impacts sur la calcification

L’un des effets les plus critiques de l’augmentation de l’acidité des océans est la production de coquilles, de squelettes et de plaques à partir de carbonate de calcium, processus connu sous le nom de calcification. L'acidification modifie l'équilibre de la chimie des carbonates dans l'eau de mer, réduisant le pH et la concentration en ions carbonates disponibles pour les coraux et autres calcificateurs marins à utiliser pour construire leurs squelettes. Cela réduit le taux et la quantité de calcification chez de nombreux organismes marins qui construisent des squelettes et des coquilles externes, allant du plancton aux coquillages en passant par les coraux constructeurs de récifs.

La réduction des ions carbonates dissous dans l'eau de mer a de nombreuses implications pour les écosystèmes de récifs coralliens. Comme les coraux qui construisent un récif ont besoin de carbonate pour construire leur squelette, la diminution de la concentration en ions carbonate entraînera vraisemblablement un squelette de corail plus fragile et plus fragile et un ralentissement du taux de croissance du corail. À l'avenir, les récifs coralliens pourraient s'éroder plus rapidement qu'ils ne pourraient se calcifier, ce qui réduirait la capacité des espèces de coraux à se disputer l'espace.

Pour les coraux et autres calcifiants comme les oursins et les mollusques et crustacés, la réduction de la calcification peut:

  • Augmenter la sensibilité des coraux à blanchiment maladie
  • Diminuer la capacité des organismes à se protéger des prédateurs et à rivaliser pour la nourriture et l'habitat
  • Modifier les comportements
  • Réduire la capacité de tolérer les rayons ultraviolets, augmenter les taux de bioérosion et les dégâts causés par les cyclones

Des études de laboratoire ont examiné les effets de l'acidification des océans sur de nombreux types de coraux et d'algues corallines, révélant une gamme de réponses allant d'une diminution de 3% à 60% du taux de calcification pour un doublement du CO atmosphérique.2.ref Une étude récente sur les coraux cérébraux aux Bermudes a révélé que les taux de calcification avaient diminué de 25% au cours des dernières années 50 et que l’acidification des océans était probablement un facteur contributif. ref

représentants de calcifiants benthiques

Des exemples de calcifiants marins de Kleypas et al. 2006: a) algues coralliennes (photo de Nancy Sefton; avec la permission de NOAA / CORIS); (b) Halimeda (photo de James Watt; avec la permission de NOAA / NMFS); c) foraminifères benthiques (avec la permission de P. Hallock); d) coraux bâtisseurs de récifs (Dendrogyra cylindrus; Cmdr William Harrigan, Corps de la NOAA; le sanctuaire marin national Florida Keys); e) coraux d'eaux profondes (Lophelia pertusa; de 413 m profondeur au large de la Caroline du Nord. Gros crabe rouge est Eumunida picta; oursin en dessous c'est Echinus tylodes; avec la permission de SW Ross, K. Sulak et M. Nizinski); (f) bryozoaire (avec la permission de NOAA / Ocean Explorer); g) mollusque (récif d'huîtres; avec la permission du ministère des Ressources naturelles de la Caroline du Sud); h) échinoderme (étoile fragile; Larry Zetwoch; sanctuaire marin national des Florida Keys); (i) crustacés (homard; Dr. James P. McVey, Programme NOAA Sea Grant)