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Le guano des manchots et le fer dans l’Océan Austral // The penguins’ guano and iron in the Southern Ocean

Selon une nouvelle étude publiée dans la revue Nature Communications, le déclin spectaculaire des populations de manchots met en péril la capacité de l’Océan Antarctique à entretenir la faune et à absorber de grandes quantités de dioxyde de carbone.
Les recherches effectuées par des biologistes de l’Institut des sciences marines d’Andalousie (Espagne) montrent que les manchots à jugulaire jouent un rôle important dans la propagation du fer dans la colonne d’eau lorsqu’ils défèquent dans et près de celle-ci. Ils semblent également transférer ce fer entre les parties riches et pauvres en fer de l’océan lorsqu’ils migrent le long de la banquise au fil des saisons.
Le manque de fer joue un rôle essentiel dans la croissance du plancton, en particulier dans la zone de l’Océan Austral où circule le courant circumpolaire antarctique. En apportant du fer aux zones qui en manquent, les manchots stimulent la croissance du plancton. Ce dernier se situe au bas de la chaîne alimentaire et permet donc une plus grande abondance de toutes sortes d’espèces de faune marine.
Le fer permet aux populations de krill de se développer et avec elles, les baleines, les autres manchots et d’autres espèces animales. Le plancton, qui se développe grâce à la photosynthèse, absorbe également le dioxyde de carbone. Lorsqu’il est mangé ou meure, ce carbone coule vers le fond marin où il se dépose. L’ensemble des océans de la planète absorbent environ 30 % des émissions humaines annuelles de carbone.
Le rôle crucial du fer dans le cycle de vie de l’Antarctique est bien connu, mais jusqu’à présent, la plupart des recherches se sont concentrées sur les baleines et le krill. Les baleines jouent un rôle essentiel dans la fertilisation de l’Atlantique Sud et de l’Océan Austral à la fois en libérant le fer du krill et en se déplaçant du nord au sud, véhiculant du fer avec elles. Leur quasi-extinction au milieu du 20ème siècle en raison de la chasse industrielle a gravement entravé ce cycle du fer et réduit l’abondance de la vie dans l’Atlantique Sud et l’Océan Austral.
L’équipe scientifique espagnole a tenté d’explorer le rôle des oiseaux marins dans le même processus de recyclage du fer. Ils ont utilisé des drones pour calculer le volume de guano émis par les manchots. Ils ont échantillonné les excréments pour mesurer leur teneur en fer et évalué la géographie des colonies pour modéliser la quantité qui se déverserait dans la mer. Ils ont constaté que les manchots à jugulaire recyclaient 521 tonnes de fer par an et que leur contribution à la productivité de l’Océan Antarctique était équivalente à toutes les baleines à fanons, y compris les baleines à bosse et les baleines bleues qui vivent dans la région.
Cependant, en raison du déclin de 50 % de la population de manchots depuis les années 1980, les scientifiques pensent que c’est la moitié du fer fourni par l’espèce qui a disparu. La cause exacte de la baisse spectaculaire du nombre de manchots à jugulaire n’est pas vraiment connue, mais les scientifiques sont persuadés qu’elle est liée au réchauffement climatique. La banquise se forme plus tard et se réduit plus tôt, ce qui perturbe la chaîne alimentaire. D’autres manchots, dont l’Adélie, le Gentoo et le King, ont tous connu de semblables réductionx de population.
Sans le fer fourni par les jugulaires et autres manchots, il est peu probable que l’Océan Antarctique soit en mesure d’héberger la même vie animale ou d’absorber la même quantité de dioxyde de carbone qu’il le fait actuellement.
Source : Nature Communications.

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According to a new study published in the journal Nature Communications, a dramatic decline in penguin populations is putting at risk the Antarctic Ocean’s ability to support wildlife and absorb vast amounts of carbon dioxide.

The research from biologists at the Institute of Marine Sciences of Andalusia (Spain) shows that Chinstrap penguins perform an important role in spreading iron through the water column by defecating in and near water. They also appear to transfer it between iron-rich and iron-poor parts of the ocean as they migrate along with the edge of the sea ice through the seasons.

A lack of iron is a crucial limiting factor for plankton growth, especially in an area of the Southern Ocean where the Antarctic Circumpolar Current (ACC) flows. By bringing iron to these depleted areas, the penguins stimulate the growth of additional plankton, which sits at the bottom of the food chain and therefore allows a greater abundance of all kinds of marine wildlife.

That allows krill populations to grow and with them, whales, further penguins, and other animals. The plankton, which grow through photosynthesis, also absorb carbon dioxide. When they are eaten or die, this carbon sinks to the seafloor, where it settles and remains. In total, the worlds’ oceans absorb about 30 per cent of annual human carbon emissions.

The crucial role of iron in the Antarctic life-cycle is well known, but until now, most research focused on whales and krill. Whales perform an essential role in fertilising the the South Atlantic and Southern Ocean both by unlocking the iron in krill and by roaming from north to south, bringing iron with them. Their near extinction in the mid-20th century due to industrial whaling severely hindered this iron cycle and reduced the abundance of life in the South Atlantic and the Southern Ocean.

The Spanish scientific team sought to explore the role of seabirds in the same iron recycling process. They used drones to calculate the volume of guano created by the penguins and sampled the excrement to measure its iron content and assessed the geography of colonies to model how much would wash into the sea. Overall, they found that the Chinstrap penguins recycled 521 tonnes of iron per year and that their contribution to the Antarctic Ocean’s productivity was equivalent to all the baleen whales, including humpbacks and blue whales, found in the region.

However, because of the 50 per cent decline in population since the 1980s, they believe that this is half the iron the species used to provide. The exact cause of the dramatic decline in Chinstrap numbers is unclear, but scientists suspect it is related to the changing climate. Sea ice is forming later and weakening earlier and disrupting the food chain. Other penguins, including the Adélie, Gentoo and King, have all seen similar population crashes.

Without the iron provided by the Chinstraps and other penguins, the Antarctic Ocean is unlikely to be able to support the same level of life or absorb the same amount of carbon dioxide as it does now.

Source : Nature Communications.

Recyclage du fer et stimulation de la production primaire dans les zones pélagiques de l’Océan Austral.

Le réchauffement de l’Arctique menace les baleines grises // Arctic warming is a threat to grey whales

Les biologistes marins sont inquiets. La population de baleines grises connaît actuellement un déclin significatif et un taux de mortalité particulièrement élevé.

En 2016, la population de baleines grises comprenait 27000 individus, mais à partir de 2018, un nombre inquiétant de baleines a commencé à mourir. Depuis 2019, les baleines grises sont décimées par un phénomène appelé ‘événement de mortalité inhabituel’, Unusual Mortality Event, ou UME en anglais. Un UME est un phénomène au cours duquel un nombre important de mammifères marins meurt. Jusqu’à présent, l’UME en cours a provoqué 378 décès confirmés de baleines grises, et beaucoup d’autres n’ont probablement pas été enregistrés.

Les scientifiques ne savent pas exactement pourquoi les baleines meurent, mais dans une étude récemment publiée dans la revue Marine Ecology, les chercheurs pensent que c’est probablement le résultat de la famine due au manque de proies, en relation avec le réchauffement des eaux arctiques où elles se nourrissent. Si cette hypothèse est confirmée, il faut s’attendre à des décès de plus en plus fréquents à l’avenir car les eaux continuent de se réchauffer en raison du changement climatique d’origine anthropique.

La baleine grise de l’est du Pacifique Nord parcourt plus de 6500 kilomètres par an le long de la côte ouest de l’Amérique du Nord, entre les aires d’alimentation de la Mer de Béring en été et les aires de reproduction le long de la Basse-Californie du Sud en hiver.

La pandémie de COVID-19 a entravé la surveillance et les comptages, mais d’après les observations effectuées jusqu’à présent, on a dénombré très peu de veaux et certaines baleines sont extrêmement maigres.

Il semble que l’accès à la nourriture dans la Mer de Béring soit la cause de cette situation difficile pour les cétacés. Le changement rapide des conditions climatiques dans l’Arctique perturbe les cycles normaux. Comme je l’ai déjà écrit, l’Arctique se réchauffe trois fois plus vite que la moyenne mondiale et la glace de mer a atteint un niveau d’absence record à la fin de l’été et à l’automne. Cela a un impact sur les conditions météorologiques, sur les remontées d’eau et la production primaire dans l’Océan Pacifique Nord. La productivité primaire est un terme scientifique faisant référence à une mesure de la vie biologique dans l’océan. De façon saisonnière, à mesure que le temps se réchauffe et que les nutriments sont transportés vers la surface depuis le fond de l’océan grâce aux remontées d’eau, certaines zones de l’océan connaissent des proliférations de plancton. Tous les ans à la même époque, ces proliférations attirent des prédateurs qui arrivent de près et de loin. Si cette abondance de plancton n’existe plus, cela devient une menace pour la vie qui en dépend.

Selon le rapport 2020 de la NOAA sur l’Arctique, la productivité primaire dans la Mer de Béring a montré en 2020 des valeurs inférieures à la moyenne. Sur le long terme, alors que la plupart des régions arctiques comme le Groenland ont vu une augmentation de la productivité primaire, elle n’a pas évolué en Mer de Béring.

Les chercheurs craignent qu’avec le réchauffement du climat, la situation empire pour les baleines grises et d’autres mammifères marins. Il y aura de moins en moins de proies pour les baleines grises, ce qui aura sans aucun doute des effets importants sur la taille des cétacés. Étant donné que les baleines grises se nourrissent de diverses proies dans différentes aires d’alimentation, certaines parties de leur population seront plus résistantes à de tels changements dans l’Arctique tant que la quantité de  proies ne changera pas. Il est touefois probable que la population dans son ensemble diminuera avec la réduction de la capacité de charge environnementale.

Source: CBS News.

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Marine biologists are worried. The grey whale population is currently experiencing a significant decline and a particularly high mortality rate.

As of 2016 the population of grey whales consisted of 27,000 individuals, but starting in about 2018, unusual numbers of whales started dying off, alarming scientists. Since 2019, grey whales have been decimated through a phenomenon called unusual mortality event, or UME. A UME is an unexpected phenomenon during which a significant number of marine mammals die. So far, this UME has resulted in 378 confirmed grey whale deaths, and possibly many more that are unrecorded.  .

Scientists are not exactly sure why the whales are dying, but in a newly released study, published in the journal Marine Ecology, researchers conclude it is likely a result of starvation due lack of prey, probably caused by warming Arctic waters where they feed. If this hypothesis is confirmed, the concern is that mass die-offs may become more frequent in the future as waters continue to heat up due to human-caused climate change.

The eastern North Pacific grey whale travels over 6,500 kilometres a year each way up and down the west coast of North America between feeding grounds in the Bering Sea in summer and breeding grounds along the Baja California Sur in winter.

The COVID-19 pandemic has hampered monitoring, but from the limited observations so far, there are very few calves and some whales are emaciated.

It appears access to food in the Bering Sea is to blame. The rapid change in the Arctic is disrupting normal cycles. As I put it before, the Arctic has been warming at three times the rate of the global average, and sea ice has reached near record lows during late summer and autumn. This impacts weather patterns, upwelling and primary production in the North Pacific Ocean. Primary productivity is a scientific term referring to a measure of biological life in the ocean. Seasonally, as the weather warms and nutrients are transported to the surface from down below due to upwelling, parts of the ocean come alive with blooms of plankton. Like clockwork, these plankton blooms draw predators from near and far. But if these blooms decrease, it threatens the life that depends on them.

According to NOAA’s 2020 Arctic Report Card, primary productivity in the Bering Sea did show lower-than-average values in 2020. Over the longer term, while most Arctic regions, like Greenland, have seen an increase in primary productivity, the Bering Sea has basically flatlined.

Researchers are concerned that as the climate continues to warm, the challenges will continue to mount for grey whales and other marine mammals. The prey availability for grey whales will be negatively affected, which no doubt will have strong effects on the population size of the species. Since grey whales feed on a variety of prey in different feeding grounds, some parts of their population will be more resilient to such changes in the Arctic, as long as their localized prey does not change. For the population as a whole though, it is likely that the population will decline to the new environmental carrying capacity.

Source: CBS News.

Aire de distribution des baleines grises (Source: Cetacea)