Vincent VALLEE

La vie sur Terre est apparue il y a environ 3,5 milliards d’années (-3 500 000 000 ans). Depuis quelques milliers d’années, une seule espèce, Homo sapiens, s’est développée au point d’avoir un impact sur la géologie et la biosphère de la planète (-12 000 à -10 000 ans environ). L’empreinte de l’activité humaine est restée relativement modérée au cours du temps mais est devenue majeure et profonde avec la « grande accélération » du 20ème siècle (-70 ans). Depuis l’après-guerre, la mondialisation développe à grande vitesse l’exploitation des ressources naturelles vivantes et fossiles, et a provoqué un réchauffement climatique global et des altérations importantes sur l’environnement et les populations sauvages. En 2017 (-3 ans), plus de 15 000 scientifiques ont alerté l’humanité et particulièrement les dirigeants politiques sur l’urgence climatique et la situation inquiétante des écosystèmes. Aujourd’hui, en 2020, les experts mondiaux du climat et de la biodiversité suggèrent que nous avons encore une dizaine d’années pour mettre en œuvre les mesures nécessaires dans notre manière d’exploiter les ressources afin de limiter les changements climatiques et les pertes de biodiversité avant d’enclencher des processus irréversibles et dommageables pour l’Écosystème global.

Depuis les années 1980 et 1990, les situations critiques de certains stocks de poissons nous ont fait prendre conscience que l’exploitation des ressources halieutiques nécessitait une gestion judicieuse et pérenne sous peine de les épuiser très rapidement. Effectivement, en raison des nombreuses pêcheries à l’échelle globale, plus de 90% des gros poissons ont été éliminés des océans entre 1950 et 2000. Des données indiquent que les stocks mondiaux s’épuisent avec des débarquements de pêche qui ne cessent de diminuer depuis 1996 malgré une pression de pêche en augmentation constante. En plus de réduire les abondances et les biomasses des espèces destinées à la consommation, la pêche génère aussi des perturbations dans les relations qu’entretiennent les espèces entre elles, nécessaires pour l’équilibre des communautés. La pêche telle qu’elle a été pratiquée pendant plus de 50 ans menace toujours la stabilité des écosystèmes aujourd’hui et doit être repensée pour permettre une exploitation durable aux générations futures.

En parallèle, les écosystèmes marins font face à des changements dans les paramètres physiques et chimiques de leurs habitats qui entraînent des réorganisations majeures dans la structure des communautés. En raison notamment de l’augmentation de la température de l’eau, de nombreuses espèces de poissons sont contraintes de migrer selon leurs affinités thermiques vers des régions moins chaudes et plus propices à leurs conditions optimales de développement. On assiste à une tropicalisation progressive des communautés de poissons de l’équateur vers les pôles. Se situant déjà dans les zones les plus chaudes du globe, les écosystèmes tropicaux vont certainement être touchés par des pertes de biodiversité et de production dans les prochaines décennies. Cela va affecter la qualité des services écosystémiques dans ces régions particulièrement vulnérables aux changements climatiques.

Dans le contexte actuel de surpêche et de réchauffement climatique, il est nécessaire d’adopter une gestion écosystémique des ressources halieutiques. Pour maintenir durablement le bon état écologique des populations de poissons exploitées, il est essentiel de veiller à l’équilibre de leurs écosystèmes et de considérer pour cela un maximum de composantes biotiques et abiotiques. Ce travail de thèse apporte des éléments de réponse à cette problématique en se penchant sur le cas de la pêcherie crevettière guyanaise et de son impact sur les communautés de poissons associées. Comme dans la plupart des régions tropicales, les eaux côtières de Guyane se sont réchauffées d’environ 1°C entre 1990 et 2017. En revanche, comme dans peu d’endroits au monde, la pression de pêche s’est quasiment effondrée sur cette même période. Ce cas d’étude est donc une bonne opportunité pour comprendre la réaction des communautés de poissons de cette région tropicale après une diminution progressive et à grande échelle de la pression de pêche dans un contexte de réchauffement climatique. Les résultats peuvent apporter des pistes de réflexions utiles pour adapter la gestion des pêcheries dans d’autres régions.

Les résultats de ce travail montrent que les facteurs environnementaux jouent un rôle dominant dans la structuration des communautés de poissons marins en Guyane et qu’ils deviennent de plus en plus important au cours du temps. Les analyses montrent notamment des augmentations de certains indicateurs de diversité, une augmentation du spectre des tailles maximales théoriques des espèces et une augmentation de la redondance fonctionnelle qui est un facteur clé pour la stabilité des peuplements. Ces éléments témoignent d’une restructuration des communautés et mettent en avant leur capacité à retrouver un état riche et stable en une période relativement courte d’une douzaine d’années voire moins. On observe néanmoins une tropicalisation des communautés qui pose des questions sur l’évolution future de la diversité des écosystèmes tropicaux au regard des différents scénarios climatiques. Les résultats globaux sont encourageants pour promouvoir une gestion écosystémique et durable des pêches en commençant par diminuer modérément la pression de pêche au chalut pour préserver les écosystèmes tout en garantissant une viabilité économique et sociale à la filière.

Life on Earth appeared approximately 3.5 billion years ago (-3 500 000 000 years). For a few thousands of years now, one species, Homo sapiens, has become dominant, up to the point of  having an impact on the geology and biosphere of the planet (-12 000 to -10 000 years). Footprints of human activities have remained relatively moderate over time but became more important and deep since the “great acceleration” during the 20th century (-70 years). Since the post-war period, globalization which leads to the  high exploitation of living and fossil resources, has caused global warming and important alterations to the environment and wild populations. In 2017 (-3 years), more than 15,000 scientists warned humanity and especially policymakers about the climatic urgency and the alarming situation of ecosystems already highlighted since the 1990s. Today, in 2020, experts suggest that we have approximately 10 years to set up appropriate actions in our ways of exploiting resources to limit  global warming and biodiversity loss before reaching tipping points and provoking irreversible and harmful processes for the global Ecosystem.

Since the 1980s and 1990s, critical situations of some fish stocks have made us aware that fisheries need wise management for long-term exploitations. Indeed, because of numerous unreasonable fisheries at global scale, we have eliminated more than 90% of the big fish in the oceans between 1950 and 2000. Data have showed us that most of world’s fish stocks are depleted with global landings which have decreased since 1996 despite increasing fishing pressure. The idea that seemed unbelievable a few decades ago is now obvious: we are emptying the oceans of fish. In addition to reduced abundances and biomasses of species intended for human consumption, fishing provokes also disturbances in interspecific species interactions. Fishing as it is practiced for more than 50 years still threatens ecosystem stability and must be rethought in order to allow a sustainable exploitation for us and future generations.

Simultaneously, marine ecosystems are facing changes in the physical and chemical parameters of their habitats which are leading to major reorganizations in community structure. Because of warmer waters, many fish species are forced to migrate, according to their thermal affinity, towards regions more favorable for their fitness. There is a progressive tropicalization of fish communities poleward from the tropics. Tropical regions are already the warmest in the world. Therefore, tropical ecosystems will be more severely affected by biodiversity loss and decreases in fisheries production in the next decades than temperate and boreal regions. This will affect the quality of ecosystem services in those regions sensitive to climate change.

In the actual context of overfishing and climate change we need to develop an ecosystem based management of fisheries. In order to maintain a fish population in a good ecological state, it is essential to ensure the ecosystem stability by considering a maximum of biotic and abiotic components. This thesis work will try to bring answers to this issue by analyzing community assembly and the impact of French Guiana’s fishery on fish communities. As most of tropical regions, coastal waters in French Guiana have been subjected to an increase in temperature around 1°C between 1990 and 2017. However, as for only a few regions in the world, fishing pressure has collapsed in French Guiana during the same period. This case study is therefore a good opportunity to understand how tropical fish communities have responded to a progressive decreasing fishing pressure on a large scale and under climate change constraints. The aim of this work is to provide useful information for tropical fisheries with similar characteristics which tend to a more efficient ecosystem-based management with  lower fishing pressure.

The study showed that the environment plays a dominant role in community structure and that it has become more important over time. Results showed also significant increases in several diversity indices and an increase in theoretical maximum size spectra of surveyed fish which indicates a restructuring of communities. This recovery is associated with an increase of functional redundancy which is a key factor for the stability of ecosystems. Global results showed a great recovery capacity towards a richer and more stable state of communities in a relatively short period of time around 10 years. These results are hopeful with the aim to promote an ecosystem-based management by decreasing fishing pressure by bottom trawling in order to protect ecosystems while ensuring economic and social viability of fisheries.