Prévision de l'impact des perturbations climatiques et anthropiques sur la prolifération des méduses en Méditerranée. Implications pour les écosystèmes et la santé humaine.

Towards forecasting the impact of climate and anthropogenic disturbances on jellyfish blooms in the Mediterranean Sea. Implications for ecosystems and human health.

• Auteur / Autrice : Clémence Epinoux
• Direction : Juan Carlos Molinero, Sandra Bringay
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : EFSA-Sciences de la Mer
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : MARBEC - Biodiversité Marine, Exploitation et Conservation

Mots clés

Mots clés libres

Zooplanctons gélatineux

Changement global

Santé des écosystèmes

Bassin méditerranéen

Gelatinous zooplankton

Global change

Ecosystem health

Mediterranean basin

Résumé

La mer Méditerranée est l'un des points chauds de la biodiversité marine les plus menacés. Elle est exposée à des pressions anthropiques croissantes qui, associées aux changements climatiques, remettent en question l'utilisation durable des ressources. Au cours des dernières décennies, la fréquence des proliférations de méduses a nettement augmenté, ce qui laisse présager des conséquences négatives pour les services écosystémiques et le bien-être de l'homme. La compréhension générale actuelle de la prolifération des méduses pointe vers des modifications de l'habitat marin, via l'augmentation des substrats artificiels dans les zones côtières, la surpêche et le réchauffement des océans, mais jusqu'à présent, une évaluation multifactorielle des facteurs moteurs potentiels des proliférations de méduses et des processus écologiques impliqués a été négligée. Les proliférations massives de méduses ont attiré l'attention en raison de leur impact direct sur les pêcheries et les industries touristiques de la Méditerranée. La prise de conscience de ce phénomène a déclenché des études à grande échelle, notamment la JellyWatch à l'échelle du bassin, dirigée par la Commission scientifique méditerranéenne (www.ciesm.org), et le Med-Jellyrisk financé par l'UE (http://jellyrisk.eu). Les scénarios de changement global annoncent toutefois de grandes incertitudes et menaces pour cet écosystème marin, à savoir l'augmentation de la température de l'eau, la modification de l'habitat côtier, l'augmentation des espèces invasives et des organismes potentiellement nuisibles, tels que les méduses. Par conséquent, l'augmentation des proliférations de méduses peut non seulement affecter profondément les activités économiques et le bien-être de la région, mais aussi menacer la santé humaine en raison de l'augmentation du nombre d'espèces nuisibles. Comprendre les fondements de la prolifération des méduses et leurs implications sur la santé de l'écosystème méditerranéen est donc d'une importance cruciale pour parvenir à une gestion de la résilience dans ce point chaud de la biodiversité. Les objectifs de ce projet sont les suivants : (i) évaluer quantitativement la dynamique à long terme des méduses dans la mer Méditerranée entre 1960 et 2020 ; (ii) démêler les facteurs sous-jacents de leur augmentation, à savoir les effets combinés de l'augmentation de la température, de la surpêche, de l'eutrophisation et de l'augmentation des substrats artificiels dans les eaux côtières ; (iii) construire un cadre global pour l'évaluation de l'impact des méduses sur la santé de l'écosystème méditerranéen ; (iii) construire un cadre global pour utiliser la dynamique de la prolifération des méduses comme indicateur de la santé de l'écosystème méditerranéen ; et (iv) prévoir l'impact potentiel du réchauffement sur le rétrécissement ou l'extension de la distribution des espèces de méduses méditerranéennes indigènes et invasives et leurs implications pour la santé humaine. Les résultats obtenus dans le cadre de cette thèse de doctorat fourniront une compréhension mécaniste des questions écologiques fondamentales (par exemple, la dynamique de la prolifération des méduses, l'écologie des invasions), des risques pour la santé humaine et de la dynamique des ressources affectant directement les ressources halieutiques dans le cadre de scénarios futurs. Les résultats de ces activités contribueront à la directive-cadre ''Stratégie pour le milieu marin'' (DCSMM) afin de réduire les incertitudes liées aux menaces océaniques et à la surpêche sur les réseaux alimentaires pélagiques et les poissons exploités dans le bassin méditerranéen.

The Mediterranean Sea is one of the most threatened hotspots of marine biodiversity exposed to growing anthropogenic pressures, which together with climate shifts, challenge the sustainable use of resources. In recent decades, the frequency of jellyfish blooms has markedly increased, thereby warning of negative consequences for ecosystem services and human welfare. The current general understanding of the raise of jellyfish points towards modifications of the marine habitat, via the increase of artificial substrates in coastal areas, overfishing and ocean warming, however thus far a multifactorial assessment of potential driving factors of jellyfish blooms and the ecological processes involved has been overlooked. Massive proliferations of jellyfish have gained attention due to their direct impacts on Mediterranean fisheries and tourist industries. The awareness of this phenomenon has triggered large-scale surveys, including the basin-scale JellyWatch, headed by the Mediterranean Science Commission (www.ciesm.org), and the EU-funded Med-Jellyrisk http://jellyrisk.eu). Scenarios of global change, however, forewarn large uncertainties and threats for this marine ecosystem, i.e., enhanced water temperatures, coastal habitat modification, increase of invasive species and potentially harmful organisms, such as jellyfish. Hence, the increase of jellyfish blooms may profoundly affect not only economic activities and welfare in the region, but also threat human health due to the enhanced records of harmful species. Understanding the foundations of jellyfish blooms and their implications on the Mediterranean ecosystem health is therefore of crucial importance for achieving resilience management in this biodiversity hotspot. Our goals of this project are to (i) quantitatively assess the jellyfish long-term dynamics in the Mediterranean Sea over the period 1960 to 2020; (ii) disentangle underlying drivers of their increase, namely the compound effects of rising temperature, overfishing, eutrophication, and the increase of artificial substrates in coastal waters; (iii) build a comprehensive framework to use jellyfish bloom dynamics as indicators of the Mediterranean ecosystem health; and (iv) to forecast the potential impact of warming on the shrinkage or spread distribution of native and invasive Mediterranean jellyfish species and their implications for human health. The results obtained from this doctoral thesis will provide a mechanistic understanding to fundamental ecological questions (e.g., jellyfish bloom dynamics, invasion ecology), human health risks, and resources dynamics directly affecting fish resources under future scenarios. The output of these activities will contribute to the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) to reduce uncertainties of ocean threats and overfishing on pelagic food webs and exploited fish in the Mediterranean basin.