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Mathieu CASSIEN, Gregory GILLET, Marie-Aline Mauffrey UE BEM227 FLUC

Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coasts: a general overview and first accurate mapping Godet L. et Al. DISEASES OF AQUATIC ORGANISMS Vol. 79: 249–255, 2008. Mathieu CASSIEN, Gregory GILLET, Marie-Aline Mauffrey UE BEM227 FLUC

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Presentation Transcript

  1. Before and after wasting disease in commoneelgrass Zostera marina along the French Atlantic coasts:a general overview and first accurate mappingGodet L. et Al.DISEASES OF AQUATIC ORGANISMS Vol. 79: 249–255, 2008 Mathieu CASSIEN, Gregory GILLET, Marie-Aline Mauffrey UE BEM227 FLUC Université de la Méditerranée Aix Marseille II - Centre d’Océanologie de Marseille Master Recherche d’Océanographie Spécialité Biologie et Ecologie Marine Année 2009-2010

  2. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsMateriels et méthodes 1/13 Étude basée sur: • des photographies aérienne des herbiers (de 1924 à 2002)reconstitution de l’évolution • des manuscrits (1933)82 points du littoral renseignés en 1930 Deux problématiques: 1°]Quel est l’état actuel des prairies de Zostera marina comparé a celui de 1930? 2°]Quand la disparition ou le déclin a-t-il commencé ?

  3. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsIntroduction Zostera marina : trait d’histoire de vie 2/13 Habitat complexe Zone de reproduction, nurserie refuge, abri et lieu de nourrissage Producteurs primaires Magnoliophytes marine, HNHC Stratégie de vie Herbiers superficiel stratégie r Herbiers de subtidaux: stratégie K Modification de la structure des espaces sédimentaires stabilisationdu sédiment (racines et rhizomes ) frein à l’hydrodynamisme, favorise la sédimentation des particules fines (canopée) . INGENIEURD’ECOSYSTEME Espèces structurantes des communautés forte diversité de la faune / flore associées Ressource alimentaire pour plusieurs oiseaux migrateurs Hily C. et Bouteille M. , 1999. C.R. Acad. Sc.Paris. Sci. De la vie/life sci., 322 : 1121-1141. Hily C. et al. 2003. in "The World Atlas of Seagrasses: PresentStatus and Future Conservation" Keneth A.M. et al., 2006 in ‘’Seagrasses: Biology, Ecology and conservation ’’

  4. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsIntroduction Zostera marina : les menaces 3/13 • Une espèce ‘’d’eaux froides’’, craint une exposition prolongée à une température supérieure à 25°c • Forte sensibilité à l’augmentation de la turbidité • Conditions lumineuses strictes • Sensible aux variations de salinité • Intolérance à la compétition • Très consommée par les oiseaux (signes, canards, hérons etc.) • Résistance à la dessiccation <1 heure (marée basse de vives eaux) • Sensible à la sédimentation http://doris.ffessm.fr/fiche2.asp?fiche_numero=695; Keneth A.M. et al., 2006 in ‘’Seagrasses: Biology, Ecology and conservation ’’

  5. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsIntroduction Wasting disease 4/13 Symptômes: Apparition puis extension de taches brunes sur les feuilles Diminution puis arrêt de la photosynthèse, mort de l’organisme Cause: attribuée à Labyrinthula zosterae(Stramenopiles) • La maladie serait une conséquence de l'affaiblissement et non la cause • Affaiblissement dû à une fluctuation d’un ou plusieurs facteurs environnementaux •  atteinte mortelle par Labyrinthulazosterae • Causes les plus souvent citées: • Variation de la salinité (principalement) • Turbidité Figure: Progression de la “wasting disease” Zostera marina infectée par Labyrinthulazosterae Burdick D. M. et al., 1993.Mar. Ecol. Prog. Ser., 94: 83-90

  6. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsRésultats 5/13 Figure: Spatial evolution of the Zostera marina beds of the Chausey Archipelago since 1924 Photos: IGN 1924 1953 2002 1982 1992 Godet et al. modified, 2008. Diseases of aquaticorganisms, 79: 249–255

  7. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsLes causes du non retour à la "normale " : le role de la baseline 6/13 • Roscoff : (165km de Chausey) • De 1915-1925 extension rapide de l’herbier dû à des hivers doux • peu de mortalité • surpopulation? • Faible pression de broutage • Hors des routes de migration des oiseaux marins (grands consommateurs de Zostera marina)  surpopulation? 300km Peu de connaissances sur l’état des herbiers avant 1930 Les herbiers à Zostera marina présentent de grandes fluctuations spatiales et temporelle et sont très vulnérables au fluctuations environnementales Den HartogC., 1987. Aquat. Bot., 27: 3-14

  8. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsLes causes du non retour à la "normale " : cycles d’apparition de la wasting disease 7/13 Cycle de 50-55ans • Labyrinthulazosterae est en temps "normal " est un décomposeur secondaire • Pathogène quand Zostera marina est affecté par un stresscomme les variations de salinité (modifications de précipitation) •  AMO et NAO négative, cycle de Russell Den Hartog C. 1989. Diseaseof aquaticorganisms, 7: 223-226

  9. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsLes causes du non retour à la "normale " : cycles d’apparition de la wasting disease 8/13 Figure: Spatial evolution of the Zostera marina beds of the Chausey Archipelago since 1924(1) Légère "stagnation" dans la dynamiquede repeuplement (1982-1992) Rien n’exclut une nouvelle émergence de Labyrinthulazosterae Il peut très bien y avoir eu des fluctuations entre les différentes dates d’échantillonnage Le pas de temps d’échantillonnage a une grande influence sur la perception de la variabilité(2) • Godet et al. modified, 2008. Diseases of aquaticorganisms, 79: 249–255 • BoudouresqueC.F., 2010. Fluctuations et perturbations, naturelles et anthropiques, des écosystèmes marins. 1. Les fluctuations naturelles. www.com.univmrs.fr/~boudouresque

  10. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsLes causes du non retour à la "normale " : competition inter-spécifique 9/13 Figure: Modèle de fluctuation et compétition de Z. marina et Ulva sp. Fluctuations : espèces séparées Zostera marina Temps (années) Temps (années) Temps (années) Temps (années) Fluctuations: espèces en compétition Zostera marina Zaldívar J.M. et al., 2009. EcologicalModelling, 220: 3100–3110

  11. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsLes causes du non retour à la "normale" : changement de distribution spatiale 10/13 84-89 89-95 54-67 80-84 67-74 74-80 Changement de la distribution spatiale de Zostera marina à Amager (Danemark) • Gain • Perte • Aucun changement • Terre Changement de 38 à 43% de la surface couverte Liée à l’hydrodynamisme entraînement des graines déplacement du sable Frederiksen M. et al., 2004. AquaticBotany, 78 : 167-181

  12. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsLes causes du non retour à la "normale" : longue stratégie de repeuplement 11/13 Deux stratégies de reproduction: Asexuelle (clonale) par les rhizomes Sexuelle (graines disséminées à quelques mètres) La recolonisation ne peut se faire que de proche en proche:  temps de retours très long Reproduction sexuelle et germination sont dépendantes de la température Zostera marina n’apparait que dans le stade climacique:  temps de retour pourra être très long Källström B. et al., 2008. AquaticBotany, 88: 148–153

  13. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsLes causes du non retour à la "normale" : la dérivegénétique 12/13 90 % des herbiersdétruits après la wasting disease de 1930 genetic bottle neck (du moinsau niveau des chloroplastes)(1) État avant perturbation Épisode de broutage La diversité génotypique améliore la résistanceaux stress (T°, broutage etc.), ainsi que la densité de l’herbier La plasticité génotypique peut être déterminante pour maintenir la résilience Une forte diversité permet de réduire le temps de retour à l’état moyen antérieur reconstitution de l’herbier plus rapide (sélection naturelle) (1) ProvanJ. et al., 2008. Conservation genetic, 9: 271–280 Ehlers et al., 2008. Marine Ecology Progress Series , 355: 1–7 Hughes A. R. et al., 2004. PNAS, 101: 8998-9002

  14. Before and after wasting disease in common eelgrass Zostera marina along the French Atlantic coastsConclusion 13/13 Rôle de la Baseline Fluctuation dans l’apparition de la maladie Compétition interspécifique Fluctuation de distribution spatiale Longue stratégie de repeuplement Goulot d’étranglement génétique MULTIPLE STABLE STATE ?

  15. Référencesbibliographiques • Burdick D. M. , Short F. T. , Wolf J., 1993. An index to assess and monitor the progression wasting disease in eelgrass Zostera marina. Ecol. Prog. Ser., 94: 83-90. • Den Hartog,C., 1987. ’wastingdisease’’ and otherdynamicphenomena in ZosteraBeds . Aquat. Bot., 27: 3-14 • Den Hartog C.,1989. Early records of wasting-disease-like damage patterns in eelgrassZostera marina. Dis aquatorg7: 223-226 • DORIS, 15/3/2010 : Zostera  marina  L., http://doris.ffessm.fr/fiche2.asp?fiche_numero=695 • Ehlers et al., 2008 Importance of genetic diversity in eelgrass Zostera marina for its resilience to global warming MEPS Vol. 355: 1–7 • Frederiksen M., Krause-Jensen D., Holmer M., SundLaursen J., 2004. Spatial and temporal variation in eelgrass (Zostera marina) landscapes influence of physical setting . Aquat. Bot., 78 : 167-181 • Hily C., van Katwijk M.M., den Hartog C., 2003. Seagrass distribution in Western Europe. Chapter 9pp. in "The World Atlas of Seagrasses: PresentStatus and Future Conservation", Eds Short F. and Green E., CalifUnivPress USA • Hily C. et al., 1999. Modifications of the specific and feedingguilddiversity in an intertidal sedimentcolonised by an eelgrassmeadow (Zostera marina) (Brittany, France). C.R. Acad. Sc.Paris. Sci. De la vie/life sci., 322 : 1121-1131 • Hughes A.R. , Stachowicz J.J., 2004. Genetic diversity enhances the resistance of a seagrassecosystem to disturbance, proceedings of the national academy of sciences of the USA , 101 : 8998-9002 • Källström B. et al., 2008. Seed rafting as a dispersal strategy for eelgrass (Zostera marina). Aquat Bot 88: 148–153 • Moore K.A., Short F.T., 2006. Zostera: Biology, Ecology and Management. Chapter 16 pp.361-386 in  ’’Seagrasses: Biology, Ecology and Coservation ’’ EdsLarkum A.W.D., Orth R.J., Duarte C.M. , Springer print • Provan et Al., 2008, The importance of reproductive strategies in population genetic approaches to conservation: an example from the marine angiospermgenusZostera, Conservation Genetic 9:271–280 • Zaldívar J.M., Bacelar F.S., Dueri S. , Marinov D., Viaroli P., Hernández-García E., 2009. Modeling approach to regime shifts of primary production in shallow coastal ecosystems.EcologicalModelling, 220: 3100–3110

  16. Merci de votre attention

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