Concurrence entre la morue et la plie dans la mer Baltique
Une étude sur comment la morue et la sole se battent pour les ressources alimentaires.
― 10 min lire
Table des matières
La Compétition se produit quand des animaux, qu'ils soient de la même espèce ou non, essaient de choper les mêmes ressources limitées qui les aident à grandir et à survivre. Cette idée est super importante pour comprendre comment fonctionnent les écosystèmes. En étudiant comment la compétition influence les populations animales, les scientifiques ont cherché à voir comment la croissance, le mouvement et la survie jouent tous un rôle. La compétition peut déterminer quelles espèces vivent dans une zone en forçant certaines à partir pendant que d'autres prospèrent, et elle peut aussi entraîner des changements dans les caractéristiques de ces espèces au fil du temps.
La plupart des études ont utilisé des modèles mathématiques ou des expériences pour voir comment la compétition fonctionne. Ces expériences se passent souvent dans des zones spécifiques comme les côtes, les lacs ou les forêts, se concentrant surtout sur des organismes qui ne bougent pas beaucoup. Cependant, beaucoup d'animaux, comme les poissons par exemple, se trouvent partout et changent leurs habitats et leurs Régimes alimentaires selon les saisons. Ça veut dire que les zones et les moments qu'on considère pour étudier la compétition pourraient être beaucoup plus vastes que ce qu'on a examiné avant. Dans ces systèmes naturels plus larges, les scientifiques s'appuient souvent sur des modèles statistiques pour analyser les données collectées en observant ces animaux dans leurs habitats.
Dans les écosystèmes marins, de nombreuses études se sont penchées sur la façon dont un type de poisson interagit avec un autre. Par exemple, la pêche peut changer les types de poissons présents dans une zone et combien de chaque type il y en a. Cette situation peut créer une sorte d'expérience où les chercheurs peuvent voir comment les populations de poissons changent quand certains prédateurs sont enlevés, ce qui peut influencer la compétition entre d'autres poissons pour la Nourriture. Cependant, il peut être difficile de lier directement combien de poissons il y a à la compétition, car de nombreux facteurs environnementaux peuvent aussi faire pencher la balance.
Une façon d'étudier directement la compétition est de voir comment la santé des poissons, observée à travers leurs taux d'alimentation, leur croissance ou leur état physique, est liée au nombre de concurrents autour d'eux. Par exemple, après la Seconde Guerre mondiale, un poisson appelé plie dans la mer du Nord a montré une croissance réduite quand leur population a augmenté à cause d'une pression de pêche réduite. D'autres études ont montré que la santé de deux types de poissons, le sprat et le hareng, dépendait en grande partie du nombre de sprats qui les entourent. À l'inverse, une étude sur la morue atlantique a révélé que le nombre de morues ne semblait pas affecter leur condition, ce qui suggère qu'il reste encore beaucoup de questions à résoudre sur la dynamique de la compétition.
Dans la mer Baltique, les scientifiques ont trouvé des indices de compétition entre morues et plies. Ils ont remarqué que leurs populations se déplacent différemment, qu'elles occupent souvent le même espace et le même temps, et qu'il y a un certain chevauchement dans leurs régimes alimentaires. Ces dernières années, les morues ont été trouvées dans des zones plus petites, partageant plus d'espace et de temps avec les plies. Il a également été suggéré que la croissance des morues de taille moyenne peut être limitée par la quantité de nourriture disponible sur le fond marin. Elles se nourrissent d'éléments similaires, et sur de longues périodes, on observe que leurs populations peuvent augmenter et diminuer de manière opposée.
En ce moment, le niveau de croissance des morues dans l'est de la Baltique est à un point historiquement bas, attribué à une consommation alimentaire réduite et à des mortalités naturelles plus élevées. Des problèmes environnementaux, comme des niveaux d'oxygène plus bas dans l'eau, jouent aussi un rôle dans ces changements et pourraient être liés à la compétition pour la nourriture. Plus précisément, les changements dans le nombre de plies et la taille des morues pourraient avoir augmenté la compétition pour des ressources alimentaires partagées, comme un type d'isopode trouvé sur le fond marin.
Dans cette étude, notre but est d'améliorer notre compréhension de la manière dont morues et plies compétitionnent pour la nourriture en regardant de près leurs régimes alimentaires, le nombre de concurrents et les facteurs environnementaux. Nous allons examiner la situation dans le sud de la mer Baltique comme notre cas spécifique. Pour voir comment la compétition affecte leurs régimes alimentaires, nous allons analyser des données sur le contenu des estomacs des poissons collectées entre 2015 et 2022. Ces données nous offrent une vue plus claire de ce que ces poissons mangent sur des courtes périodes, facilitant la connexion entre leurs régimes et les conditions locales.
Nous visons à répondre à quatre questions principales :
- À quel point les régimes alimentaires des morues et des plies se chevauchent-ils ?
- Le nombre de poissons dans la zone influence-t-il ce chevauchement ?
- Comment les nombres locaux de ces poissons affectent-ils ce qu'ils mangent ?
- Comment le niveau d'oxygène dans l'eau influence-t-il leurs régimes alimentaires ?
Les échantillons d'estomac que nous avons examinés proviennent d'une enquête sur les poissons dans la mer Baltique, où les chercheurs ont collecté des estomacs de morues et de plies lors d'évaluations de pêche régulières. Les échantillons ont été collectés dans le sud-ouest de la mer Baltique, et nous nous sommes concentrés sur les années où des échantillons de morues et de plies étaient facilement disponibles. En analysant le contenu des estomacs de ces poissons, nous pouvons en apprendre davantage sur leurs régimes alimentaires et comment ils se font concurrence pour la nourriture.
Pour étudier les régimes alimentaires des morues et des plies, nous avons utilisé une méthode qui aide à identifier les motifs dans leurs choix alimentaires. Cette analyse examine comment les quantités de différents types de nourriture dans leurs estomacs sont liées les unes aux autres. En séparant les échantillons selon la taille des poissons, nous pouvons mieux comprendre comment leurs régimes changent à mesure qu'ils grandissent. Nos résultats montrent des différences claires dans ce que mangent morues et plies en fonction de leur taille.
Ensuite, nous avons examiné à quel point leurs régimes sont similaires selon le nombre présent de chaque type de poisson. L'idée ici est que lorsque deux espèces différentes se trouvent en grand nombre dans la même zone, elles pourraient changer ce qu'elles mangent pour éviter de se faire concurrence. Grâce à des calculs, nous avons déterminé combien elles partagent les mêmes sources de nourriture. Nous avons utilisé des formules spécifiques pour voir comment leurs régimes se correspondent, en nous concentrant sur le poids de la nourriture trouvée dans leurs estomacs.
Pour analyser comment le nombre de chaque type de poisson pourrait affecter leurs régimes alimentaires, nous avons construit un modèle statistique qui prend en compte la densité de morues et de plies dans la zone et comment elles partagent les sources alimentaires. Nous avons examiné de nombreux échantillons et découvert que, généralement, le partage moyen de nourriture entre plies et grandes morues est assez faible, indiquant une compétition limitée dans des conditions normales.
Nous avons également regardé si la nourriture consommée par ces poissons change en fonction d'autres facteurs, comme la quantité d'oxygène dans l'eau. Les niveaux d'oxygène sont cruciaux pour le bon fonctionnement des poissons, et des recherches antérieures suggèrent que la quantité de nourriture disponible pourrait aussi être liée à ces niveaux d'oxygène. Nos modèles ont montré des résultats variés sur la façon dont l'oxygène affecte ce que mangent morues et plies, avec quelques signes que des niveaux d'oxygène plus élevés conduisent à de meilleurs régimes pour les poissons.
L'étude a montré que la quantité de nourriture mangée par les morues varie avec leur taille. Les petites morues consomment principalement des vers, tandis que les plus grandes changent progressivement pour inclure davantage de poissons dans leur régime. Les plies, bien qu'ayant un changement moins évident dans leur régime, partagent aussi un certain chevauchement alimentaire avec les morues. Lorsque nous comparons combien ils partagent leurs sources alimentaires, nous avons observé que le chevauchement entre les régimes des morues et des plies peut changer en fonction de leurs populations individuelles.
L'analyse a indiqué que la compétition pour la nourriture entre ces deux types de poissons est complexe. À une échelle plus petite, en regardant des zones spécifiques, nous avons trouvé des signes de compétition, mais dans l'ensemble, il n'y avait pas d'effet négatif clair de la présence de plus de poissons sur leurs sources alimentaires partagées. Il semble que les morues s'adaptent bien, changeant leur régime en fonction de ce que mangent les plies, mais cette adaptabilité soulève des questions sur la possibilité que de tels changements puissent affecter leur santé et leur bien-être global.
Une raison potentielle des signes limités de compétition pourrait être divers facteurs environnementaux affectant la disponibilité alimentaire. Par exemple, la diminution des proies, comme l'isopode Saduria, pourrait limiter les choix alimentaires pour les morues. Bien que nous ayons constaté que les morues réduisent leur consommation de Saduria quand il y a plus de plies, elles ne semblent pas perdre d'autres sources alimentaires. Cette flexibilité leur permet de maintenir leur apport alimentaire global, ce qui pourrait préserver leur santé.
Nos résultats illustrent l'importance de regarder de près à des échelles locales pour comprendre la compétition dans les populations de poissons. Bien que le chevauchement alimentaire puisse être faible, les signes de compétition pour des sources alimentaires spécifiques deviennent plus évidents lorsqu'on analyse directement le contenu des estomacs. Cette compréhension peut aider à gérer les populations de poissons en mer Baltique.
En résumé, la compétition entre morues et plies révèle pas mal de choses sur la manière dont ces espèces interagissent dans leur environnement. En examinant leurs régimes alimentaires et comment la compétition fonctionne à une échelle locale, on peut obtenir des insights essentiels pour gérer leurs populations et garantir un écosystème sain. Grâce à des recherches continues et une observation étroite, on peut mieux comprendre ces relations complexes entre poissons et comment ils s'adaptent aux changements de leur environnement.
Titre: Quantifying competition between two demersal fish species from spatiotemporal stomach content data
Résumé: Competition is challenging to quantify in natural systems and inference is often made on indirect patterns of potential competition, such as trends in population trajectories and overlap in spa-tiotemporal distribution and resource use. However, these indicators are not direct measures of fitness, nor do they say if the contested resource is limited in supply, which are key features of competition. Here we combine stomach content and biomass density data from scientific bottom trawl surveys to evaluate if competition is occurring between two dominant demersal fish species in the southern Baltic Sea: Atlantic cod (Gadus morhua) and flounder (Platichthys spp). We use multivariate generalized linear latent variable models (GLLVMs) to quantify diet similarities across the domain, diet overlap indices on relatively small spatial scales to test if predator density drives diet overlap, and spatiotemporal GLMMs fit to prey weights in individual predators to evaluate the effects of local biotic and abiotic covariates. We find clear dietary clusters by species and size. The latter is especially pronounced in cod, which shift from benthic to pelagic prey at around 30 cm. Overall, the dietary overlap is low and unaffected by predator density. However, signs of resource partitioning to reduce interspecific competition is evident in the most local scale anal-ysis. As flounder densities increase, small and large cod tend to feed less on the isopod Saduria entomon -- an important prey species. However, the benthic prey weight in small cod, and benthic and total prey weight in large cod, are not affected by flounder densities. We do not find evidence of intraspecific competition. Our results suggest that interspecific competition is not limiting cod feeding rates but affects their diet composition. These findings illustrate the importance of local scale processes when inferring competition from stomach content data. Quantifying ecological interactions is important for increasing our understanding of changes in the productivity of pop-ulations, and for developing ecosystem-based management.
Auteurs: Max Lindmark, F. Maioli, S. C. Anderson, M. Gogina, V. Bartolino, M. Skold, M. Ohlsson, A. Eklof, M. Casini
Dernière mise à jour: 2024-04-27 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590538
Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.22.590538.full.pdf
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.