1Aujourd’hui, comprendre quels sont les effets des changements globaux sur les différents niveaux des chaînes alimentaires et quelles vont être les potentialités adaptatives des populations animales et végétales est un enjeu sociétal majeur. Qu’il s’agisse des récifs coralliens ou des prédateurs supérieurs comme le thon rouge menacé d’extinction, chacun de ces échelons montre des signes évidents de l’érosion de la biodiversité. Cependant, du fait de variations climatiques locales, organismes animaux et végétaux ne répondent pas de manières similaires aux changements globaux, ce qui en complique l’approche.

2Ainsi, dans la mer de Ross (Antarctique), les populations de manchots Adélie augmentent avec la diminution de la surface de banquise alors qu’elles ont diminué de 80 % depuis les années 1970 à l’ouest de la Péninsule Antarctique, l’une des zones où le réchauffement climatique est le plus important. La réduction de la banquise en mer de Ross facilite les allers et venues entre la colonie et les lieux de pêche de ces oiseaux marins, les distances à parcourir sur la banquise étant plus courtes. Par contre, la disparition progressive de la banquise en Péninsule Antarctique entraîne la raréfaction des algues qui se développent normalement sous la glace en hiver, ce qui provoque le déclin des krills (petites crevettes) et affecte en cascade les populations de manchots Adélies. Prédateurs marins de l’océan Austral, les manchots se situent en effet au sommet des chaînes alimentaires. Puisque les chaînes de cet océan sont courtes, les variations du succès reproducteur et de la survie de ces oiseaux marins reflètent rapidement l’impact des changements climatiques sur les écosystèmes de l’océan Austral. Les manchots constituent ainsi de précieux indicateursHémis de ces bouleversements climatiques. Cependant, d’autres facteurs peuvent influer sur la démographie des prédateurs, comme la réduction des zones favorables à la reproduction, le parasitisme et la prédation (par des espèces introduites par exemple), ou la surexploitation des ressources.

Évaluation des populations

3Dans ce contexte, on ne peut faire l’impasse d’une approche écologique approfondie dans l’étude des réponses des populations aux changements climatiques, notamment lorsque l’on veut prédire l’évolution des populations en fonction des différents scénarios prévisionnels climatiques. En effet, il est alors essentiel d’étudier les capacités d’adaptation physiologiques et comportementales de ces populations (aptitude à faire face à l’éloignement de ressources alimentaires, performance alimentaire en cas de réduction de ces ressources, etc.). Mais pour cela, il faut suivre de nombreux individus à l’échelle de la population et sur plusieurs générations. Or, la méthode peut elle-même introduire un sérieux biais. Ainsi, du fait de la gêne hydrodynamique qu’elle engendre, une bague à l’aileron des manchots réduit de 41 % leur succès reproducteur et de 44 % leur survie sur 10 ans. Comme l’impact du climat diffère selon que les manchots soient bagués ou non, un biais est introduit dans leur utilisation comme indicateurs de l’impact des changements climatiques. On peut cependant l’éviter grâce à l’identification des animaux par RFID, c’est-à-dire grâce à des transpondeurs détectés au moyen d’antennes enterrées sur leurs points de passage entre leur colonie et la mer. Les allers et venues de plusieurs milliers d’individus d’âge connu peuvent ainsi être suivis automatiquement tout au long de leur vie, et couplés à des dispositifs de pesée électronique. L’augmentation de leur poids durant leurs séjours en mer est un autre indicateur de l’impact du climat sur les ressources marines (figure 1). Une augmentation de seulement 0,3 °C de la température de surface de la mer à la limite de la banquise antarctique, là où les manchots royaux de l’archipel de Crozet (sud de l’océan Indien) se nourrissent en hiver, induit une diminution de près de 10 % de leur survie (figure 2). Selon les scénarios climatiques prédits par le GIEC*, un tel effet préfigure une extinction de cette population en seulement un ou deux siècles.

Technologies d’acquisition

4On peut aujourd’hui étudier l’impact du climat sur les déplacements des animaux grâce aux remarquables développements de la microélectronique, de la microinformatique et des technologies spatiales. En effet, en équipant les animaux de systèmes d’acquisition de données (« biologging »), de GPS ou de plates-formes Argos, il est non seulement possible de suivre les déplacements des animaux mais aussi d’obtenir des informations sur leur comportement de recherche alimentaire. Ce dispositif permet également d’acquérir des données sur l’environnement qu’ils traversent, parfois difficile d’accès à l’homme, comme sous la banquise arctique ou à plusieurs milliers de mètres de profondeur. Certes, la taille de l’animal constitue un facteur limitant, et à l’heure actuelle la miniaturisation des instruments enregistrant par exemple la salinité, ne permet d’équiper que des mammifères marins de grande taille comme les éléphants de mer ou les cétacés. Concernant l’impact du climat sur la distribution des végétaux, les techniques d’observation spatiale ont révolutionné l’étude de l’évolution de leur répartition géographique. Ces approches sont couplées le cas échéant à des études de terrain pour validation. L’évaluation des capacités et limites d’adaptation des populations végétales face aux changements de leur environnement nécessite une approche complémentaire dans des conditions expérimentales et notamment dans des écotrons*.

5L’étude de l’impact des changements climatiques sur les populations requiert la mise en place d’observatoires complexes devant être couplés à des études écologiques et écophysiologiques. Ils exigent aussi de faire appel à de nouvelles technologies et à des ingénieurs très qualifiés en électronique et en informatique.