Nuits polaires et lueurs de méduses : un festin de survie surprenant




Les méduses jouent un rôle clé dans l’alimentation des amphipodes pendant la nuit polaire en Arctique

Les méduses jouent un rôle clé dans l’alimentation des amphipodes pendant la nuit polaire en Arctique

Par Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research le 27 février 2024

Des recherches récentes en Arctique révèlent que les méduses, autrefois considérées comme négligeables dans les réseaux alimentaires, sont une source alimentaire clé pour les amphipodes pendant la nuit polaire dans le Kongsfjorden de Svalbard, indiquant des changements significatifs dans l’écosystème en raison de l’«Atlantification». La photo montre une cténophore ou méduse peigne. Crédit : C. Havermans

L’équipe de recherche de l’AWI montre que les méduses jouent un rôle important, jusqu’alors inconnu, dans l’alimentation des amphipodes pendant la nuit polaire.

L’Arctique change rapidement en raison du changement climatique. Il est non seulement affecté par l’augmentation des températures de surface, mais aussi par l’eau chaude de l’Atlantique, qui s’écoule de plus en plus – modifiant les structures et les fonctions de l’écosystème car elle entraîne également l’arrivée d’espèces de régions plus chaudes, telles que les méduses, dans l’Arctique.

En utilisant le métabarcoding de l’ADN, les chercheurs de l’Institut Alfred Wegener ont pu prouver pour la première fois que ces méduses servent de nourriture aux amphipodes de Svalbard pendant la nuit polaire et jouent donc un rôle plus important dans les réseaux alimentaires de l’Arctique que précédemment prévu. Ils présentent leurs résultats dans un récent article de la revue scientifique Frontiers in Marine Science.

L’«Atlantification» de l’Arctique et son impact sur la vie marine

Ces dernières années, de l’eau chaude et salée de l’Atlantique a trouvé de plus en plus son chemin vers l’Arctique européen. L’archipel norvégien de Svalbard est également sous l’influence de cette «Atlantification» : le Kongsfjorden sur la côte ouest est passé à un régime atlantique ; la température de l’eau pendant la nuit polaire (de novembre à février) augmente d’environ 2 degrés Celsius par décennie. Ces changements entraînent également des changements biotiques, car des espèces des eaux plus chaudes s’écoulent également vers l’Arctique avec l’eau chaude de l’Atlantique.

«Certaines espèces de méduses ont tendance en particulier à se répandre vers les pôles et dans l’Arctique», explique Charlotte Havermans, responsable du groupe de recherche junior ARJEL à l’Institut Alfred Wegener, Centre Helmholtz de recherche polaire et marine (AWI). «Lorsque nous étions à Kongsfjorden pendant la nuit polaire en 2022, nous avons été très surpris de voir le fjord grouiller de vie de méduses, composées de nombreuses espèces et stades de vie différents, et semblant être le zooplancton dominant en hiver.»

Les méduses dans les réseaux alimentaires de l’Arctique

Dans le passé, les méduses étaient considérées comme une impasse trophique dans les réseaux alimentaires marins, mais des études récentes suggèrent qu’elles sont une proie importante pour les invertébrés marins et les poissons.

«Nous nous sommes donc demandé si les méduses dans le Kongsfjorden servaient également de nourriture pour d’autres organismes, notamment pendant la saison sombre de la nuit polaire lorsque les autres sources alimentaires sont limitées», explique Havermans.

Pour répondre à cette question, l’une des doctorantes de l’équipe, Annkathrin Dischereit, a analysé le contenu des estomacs de diverses espèces d’amphipodes. Pendant un mois, ils ont régulièrement prélevé des échantillons de quatre espèces d’amphipodes différentes (Gammarus oceanicus, G. setosus, Orchomenella minuta et Anonyx sarsi) pendant la nuit polaire, en utilisant des pièges appâtés et des filets à main.

Les méduses sont une partie intégrante de l’alimentation des amphipodes pendant la nuit polaire

Les chercheurs de l’AWI ont utilisé le métabarcoding de l’ADN pour déterminer le spectre alimentaire des petits crustacés. Cette méthode de pointe peut détecter de courts fragments d’ADN dans l’estomac, qui sont ensuite comparés à des bases de données de référence génétique pour identifier les espèces de proies auxquelles appartiennent les fragments. «Nous avons trouvé un grand nombre de méduses dans les estomacs des amphipodes, allant de la plus grande méduse du fjord aux minuscules hydrozoaires», explique Charlotte Havermans.

En utilisant le métabarcoding de l’ADN, l’équipe de l’AWI a pu identifier et catégoriser les parties molles de méduses et d’autres organismes qui avaient été consommés, même s’ils étaient déjà fortement digérés. «Nous avons pu prouver pour la première fois que les charognards d’amphipodes se nourrissent des restes de méduses. Cela n’avait été montré que dans des environnements expérimentaux.»

Toutes les espèces étudiées se sont nourries à la fois de matière végétale et animale. En plus des méduses, des crustacés et des macroalgues étaient d’autres composants importants du régime alimentaire de certaines espèces, tandis que des espèces de poissons comme le morue polaire ou le poisson-limace jouaient un rôle important pour d’autres espèces. Il reste à déterminer si les amphipodes se nourrissaient d’œufs, de larves, de charognes ou d’excréments de poissons.

«Nous avons toujours pensé que la valeur nutritionnelle des méduses était faible, mais cela n’a été étudié que pour moins d’une poignée d’espèces, et dépend également des tissus utilisés.»

Nouvelles perspectives sur les écosystèmes marins de l’Arctique

L’étude apporte des perspectives complètement nouvelles sur le réseau alimentaire arctique pendant la nuit polaire et constitue la première preuve naturelle, non expérimentale, du rôle des méduses dans ces réseaux.

«La communauté de méduses prospère et diversifiée qui se trouve dans le Kongsfjorden en hiver est clairement utilisée comme source alimentaire», résume Charlotte Havermans les résultats. «Jusqu’à présent, nous ne savions rien du rôle des méduses comme proie dans cette région. On ne savait pas non plus que l’espèce des Gammaridea, par exemple, se nourrissait de méduses, pas seulement dans l’Arctique, mais aussi ailleurs.»

La question se pose désormais de savoir si cela ne s’applique qu’à la nuit polaire, lorsque l’approvisionnement alimentaire est limité. Le groupe de recherche junior ARJEL à l’AWI souhaite continuer à étudier cette question. Parce que : «Les méduses pourraient être parmi les gagnants du changement climatique qui continueront à se propager pendant le réchauffement climatique mondial. Nous avons également prédit que les méduses deviendront plus courantes dans l’Arctique à mesure que les températures continuent d’augmenter», déclare Havermans.

Par conséquent, leur rôle dans le réseau alimentaire pourrait devenir de plus en plus important. Jusqu’à présent, cependant, notre compréhension de cela a été limitée, en particulier dans les régions polaires.

«Avec cette étude, nous révélons des liens cruciaux dans le réseau alimentaire arctique qui n’étaient jusqu’à présent pas connus. C’est fondamental car nous devons comprendre comment les méduses s’intègrent dans les réseaux alimentaires et se propagent dans un Arctique qui change rapidement. Cela s’applique également aux mers du plateau voisin, car dix pour cent des pêcheries mondiales se déroulent dans ces zones.»

Pour en savoir plus sur cette étude, voir « Les dîners secrets de méduses dans les profondeurs de l’Arctique » dans Frontiers in Marine Science.