Relative importance of hydroclimatic factors and life history traits on the larval dispersal and the connectivity at different spatial scales (English Channel, Bay of Biscay).
Importance relative des facteurs hydroclimatiques et des traits d'histoire de vie sur la dispersion larvaire et la connectivité à différentes échelles spatiales (Manche, Golfe Gascogne).
Résumé
By ensuring the dispersal, the larval phase plays a fundamental role in the population dynamics of benthic invertebrates with a complex life cycle and determines the connectivity within marine metapopulations. Hence, the connectivity influences directly the dynamics of metapopulations and the persistence of local populations, the expansion abilities of species in response to changes in environmental conditions or biogeographic range limits. In this context, the aim of the present work was to better understand the relative roles played by hydrodynamics and hydroclimatic processes and life history traits of coastal invertebrates on the larval dispersal and the connectivity in the Bay of Biscay and in the western English Channel. To answer this question, a coupled approach was used, joining in situ observation and bio-physical modelling at two spatial scales, a regional one and a local one. In the northern Bay of Biscay, the description of larval distribution of three coastal species of polychaetes (Pectinaria koreni, Owenia fusiformis, and Sabellaria alveolata) highlighted the major role of the spatial organization of the mesoscale hydrological structures (i.e., river plumes) in the the variability of larval abundance distributions. At the regional scale of the Bay of Biscay and the western English Channel, the Lagrangian simulation of the larval dispersal under realistic hydroclimatic forcing underlined the importance of the seasonal variability of the hydroclimatic conditions and the life history traits (spawning month, planktonic larval duration, larval swimming behaviour) in the larval transport and connectivity between populations. These results suggested possible larval exchanges from the Bay of Biscay to the western English Channel, i.e. through a biogeographic transition zone. They allowed to test several hypothesis about the potential consequences of climate change on the dispersal and connectivity of marine populations, i.e. through an earlier spawning period and a shortened planktonic larval duration. At the local scale of the Gulf of Saint-Malo, western English Channel, an Eulerian dispersal model permitted to estimate the connectivity between the biogenic reefs built by Sabellaria alveolata, a species with a high patrimonial value. This model allowed to determine the relative influences of the intra- and inter-annual variability of the hydroclimatic conditions on connectivity, in a context of management and conservation of natural heritage.
En assurant la dispersion, la phase larvaire joue un role fondamental dans la dynamique des populations d'invertébrés marins à cycle de vie bentho-pélagique et détermine la connectivité au sein des métapopulations marines. La connectivité en milieu marin influence ainsi directement la dynamique des métapopulations et la persistance des populations locales, les potentialités d'expansion des espèces en réponse à des changements des conditions environnementales ou les limites biogéographiques d'aire de distribution des espèces. Dans ce contexte, le but du présent travail a été de mieux comprendre les roles relatifs joués par les processus hydrodynamiques et hydroclimatiques, et les traits d'histoire de vie des invertébrés sur la dispersion larvaire et la connectivité en milieu cotier dans le Golfe de Gascogne et la Manche occidentale. Pour répondre à cette question, une approche couplée a été mise en oeuvre, alliant l'observation in situ et la modélisation biologie-physique à deux échelles spatiales : régionale et locale. Dans le Nord du Golfe de Gascogne, la description de la distribution larvaire de trois espèces cotières de polychètes (Pectinaria koreni, Owenia fusiformis, et Sabellaria alveolata) a mis en évidence le role prépondérant de l'organisation spatiale des structures hydrologiques à méso-échelle (i.e. plumes estuariennes) dans la variabilité de la distribution des abondances larvaires. à l'échelle régionale du Golfe de Gascogne et de la Manche occidentale, la simulation lagrangienne de la dispersion larvaire en conditions hydroclimatiques réalistes a souligné l'importance de la variabilité saisonnière des conditions hydroclimatiques et des traits d'histoire de vie (mois de ponte, durée de vie larvaire, comportement natatoire) dans le transport larvaire et la connectivité entre populations. Ces résultats ont suggéré de possibles échanges larvaires depuis les populations cotières du Golfe de Gascogne vers celles de la Manche occidentale, i.e. à travers une zone de transition biogéographique. Ils ont aussi permis de tester plusieurs hypothèses sur les conséquences possibles du changement climatique sur la dispersion et la connectivité entre populations marines, i.e. via une période de ponte précoce et une durée de vie larvaire raccourcie. à l'échelle locale du Golfe Normand-Breton, un modèle eulérien de dispersion a permis d'estimer la connectivité entre les récifs biogéniques construits par une espèce à forte valeur patrimoniale, Sabellaria alveolata. Ce modèle a permis de déterminer les influences relatives de la variabilité intra- et inter-annuelle des conditions hydroclimatiques sur la connectivité, dans un contexte de gestion et de conservation d'un patrimoine naturel.