STAGE DE MASTER 2

Titre du sujet : Étude de la dispersion larvaire et connectivité chez le crabe bleu (Callinectes sapidus)

L’explosion démographique d’espèces non indigènes (également appelées espèces exotiques ou allochtones) en Méditerranée est comptée parmi les plus grandes menaces pour la biodiversité et la santé publique (Coll et al., 2010 ; Katsanevakis et al., 2014). Paradoxalement, certaines de ces espèces peuvent constituer une ressource biologique supplémentaire commercialisable pour les populations humaines locales (Katsanevakis et al., 2014). Il est donc crucial d’améliorer l’état des connaissances sur la dynamique des populations de ces espèces non indigènes pour mieux adapter les mesures de gestion.

Le crabe bleu (Callinectes sapidus) est originaire de l’Atlantique Ouest. On le retrouve du Canada à l’Argentine, habituellement dans les eaux saumâtres. Il est considéré comme l’une des espèces les plus invasives de Méditerranée (Streftaris and Zenetos 2006). Ses premières observations semblent dater de 1935, et ont été réalisées par des pêcheurs dans le golfe de Thessaloniki (Nehring, 2011). Ce crabe aurait été introduit par les eaux de ballast et/ou à des fins aquacoles (Kampouris et al., 2020). Il est aujourd’hui signalé dans l’ensemble du bassin méditerranéen, à l’exception de quelques régions comme la côte libyenne (Mancinelli et al., 2021). Depuis quelques années, cette espèce connait une très forte expansion en Méditerranée Nord Occidentale, avec parfois des explosions de population en particulier dans certaines lagunes d’Occitanie (eg Canet). Le crabe bleu, également présent en Corse, fait désormais l’objet d’une attention toute particulière. Sa biologie et son cycle de vie sont largement documentés dans son aire de répartition native (eg la revue de Epifanio et al., 2019 ou encore Gandy et al., 2011) mais les connaissances en Méditerranée qui a environnement très différent d’autant plus dans ce contexte invasif sont lacunaires. Une étude récente a caractérisé sa phase larvaire pour les populations des îles Baléares (Png-Gonzalez et al., 2021).

Dans le milieu marin, la dynamique des populations dépend en partie du recrutement des individus d’une nouvelle classe d’âge (Brochier et al., 2008; Miller, 2007). En effet, mieux comprendre les processus contrôlant le recrutement aide à la mise en place de mesure de gestion et protection efficaces. La variabilité du recrutement dépend de l’histoire de vie des individus aux stades de vie critiques (embryonnaire et larvaire). Ces jeunes stades de vie peuvent être influencés par certains facteurs physiques (e.g. courants marins) conduisant, par exemple, au transport des œufs et des larves et en conséquence, à la dérive et à la dispersion de ces derniers. La modélisation et la simulation de ces processus (i.e. dérive et dispersion) pourrait ainsi aider à expliquer voir à prédire l’influence de la phase larvaire sur la variabilité du recrutement (Calò et al., 2018; Huret et al., 2007; Koeck et al., 2015; Nicolle et al., 2009).

Ce stage s’intègre dans le projet de thèse de Céline Barrier « Modélisation de la dispersion larvaire pour l’étude de la connectivité des zones fonctionnelles halieutiques en Corse » (Direction Vanina Pasqualini et Eric Durieux) du projet « Gestion et valorisation des Eaux en Méditerranée » (GEM) de L’université de Corse. Il a pour objectif de proposer le premier modèle « espèce invasive » du projet, qui viendra s’ajouter aux modèles échinoderme, crustacé et poisson. Cette action sur le crabe bleu fait également partie du projet ITEM (Invasives Terrestres Et Marines) de Fédération de Recherche Environnement et Société Università di Corsica / CNRS / INRAE et sera menée en collaboration avec l’Office de l’Environnement de la Corse dans le cadre du groupe de travail spécifique sur le Crabe bleu en Corse. Le travail consistera principalement à faire un état de l’art des connaissances sur le crabe bleu, puis à modéliser et simuler la dynamique et la dispersion larvaire chez cette espèce à l’échelle de la Méditerranée Nord Occidentale. Un outil de transport lagrangien (ICHTHYOP, Lett et al., 2008).) sera utilisé. Ce type d’outil couple des processus biologiques et physiques (hydrodynamiques) afin de modéliser des trajectoires de dispersion et des connectivités entre habitats de ponte et de recrutement potentiels. Les données hydrodynamiques mises à disposition du/de la stagiaire seront issues du modèle MARS3D (3D Hydrodynamic Model for Applications at Regional Scale ; Lazure and Dumas, 2008). Ce travail de modélisation de la dispersion larvaire du crabe bleu vise mieux comprendre sa dynamique de population au niveau spatial et temporel et mieux cerner la connectivité entre populations ainsi que la phase de recrutement en particulier dans les lagunes Méditerranéennes.

DETAILS

Laboratoire d’accueil: UMR CNRS 6134 SPE (Sciences Pour l’Environnement), Université de Corse Pasquale Paoli (UCPP).

Encadrement: Dr Eric DURIEUX (Maître de Conférences, UCPP) – Céline BARRIER (Doctorante, UCPP)

Formation souhaitée: Étudiant/e en Master 2 ou en fin de cycle d’ingénieur spécialité écologie/ biologie marine ou halieutique.

Compétences requises: Expérience en modélisation halieutique, maîtrise de R, capacités rédactionnelles, rigueur et travail en équipe.

Durée: 6 mois

Lieu de travail: UMR CNRS 6134 SPE (Sciences Pour l’Environnement), Université de Corse Pasquale Paoli, Campus Grimaldi, Av. du Neuf Septembre, 20250 Corte.

Candidature: envoyer CV et lettre de motivation à durieux_e@uiv-corse.fr et BARRIER_C@univ-corse.fr avant le 15/12/2021.

Bibliographie
• Brochier, T., Lett, C., Tam, J., Fréon, P., Colas, F., Ayón, P., 2008. An individual-based model study of anchovy early life history in the northern Humboldt Current system. Progress in Oceanography 79, 313–325. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2008.10.004
• Calò, A., Lett, C., Mourre, B., Pérez-Ruzafa, Á., García-Charton, J.A., 2018. Use of Lagrangian simulations to hindcast the geographical position of propagule release zones in a Mediterranean coastal fish. Marine Environmental Research 134, 16–27. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2017.12.011
• Coll M., Piroddi C., Steenbeek …and Voultsiadou E. 2010. The Biodiversity of the Mediterranean Sea: estimates, patterns, and threats. PLoS ONE 5: e11842, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0011842
• Epifanio, C. E. 2019. Early life history of the blue crab Callinectes sapidus: a review. Journal of Shellfish Research, 38(1), 1-22.
• Gandy, R. L., Crowley, C. E., Machniak, A. M., & Crawford, C. R. (2011). Review of the biology and population dynamics of the blue crab, Callinectes sapidus, in relation to salinity and freshwater inflow. Report to the Southwest Florida Water Management District PO.
• Huret, M., Runge, J., ChBrochier, T., Lett, C., Tam, J., Fréon, P., Colas, F., Ayón, P., 2008. An individual-based model study of anchovy early life history in the northern Humboldt Current system. Progress in Oceanography 79, 313–325. https://doi.org/10.1016/j.pocean.2008.10.004
• Kampouris T.E., Kouroupakis E., Batjakas I.E. 2020. Morphometric relationships of the global invader Callinectes sapidus Rathbun, 1896 (Decapoda, Brachyura, Portunidae) from Papapouli Lagoon, NW Aegean Sea, Greece, with notes on its ecological preferences. Fishes 5: 5, https://doi.org/10.3390/fishes5010005
• Katsanevakis S., Wallentinus I., Zenetos A., Leppäkoski E., Çinar M.E., Oztürk B., Grabowski M.., Golani D., Cardoso A.C. 2014. Impacts of invasive alien marine species on ecosystem services and biodiversity: a pan-European review. Aquatic Invasions 9: 391–423, https://doi.org/10.3391/ai.2014.9.4.01
• Koeck, B., Gérigny, O., Durieux, E.D.H., Coudray, S., Garsi, L.-H., Bisgambiglia, P.-A., Galgani, F., Agostini, S., 2015. Connectivity patterns of coastal fishes following different dispersal scenarios across a transboundary marine protected area (Bonifacio strait, NW Mediterranean). Estuarine, Coastal and Shelf Science 154, 234–247. https://doi.org/10.1016/j.ecss.2015.01.010
• Lazure, P., Dumas, F., 2008. An external–internal mode coupling for a 3D hydrodynamical model for applications at regional scale (MARS). Advances in Water Resources 31, 233–250. https://doi.org/10.1016/j.advwatres.2007.06.010
• Lett, C., Verley, P., Mullon, C., Parada, C., Brochier, T., Penven, P., Blanke, B., 2008. A Lagrangian tool for modelling ichthyoplankton dynamics. Environmental Modelling and Software 23, 1210–1214. https://doi.org/10.1016/j.envsoft.2008.02.005
• Mancinelli G., Bardelli R., Zenetos A. 2021. A global occurrence database of the Atlantic blue crab Callinectes sapidus. Scientific Data 8: 111, https://doi.org/10.1038/s41597-021-00888-w
• Miller, T.J., 2007. Contribution of individual-based coupled physical–biological models to understanding recruitment in marine fish populations. Marine Ecology Progress Series, 347, 127–138.
• Nehring S., 2011. Invasion History and Success of the American Blue Crab Callinectes sapidus in European and Adjacent Waters. In: Galil B, Clark P, Carlton J (eds), In the Wrong Place – Alien Marine Crustaceans: Distribution, Biology and Impacts. Invading Nature – Springer Series in Invasion Ecology, vol 6. Springer, Dordrecht, pp 607–624, https://doi.org/10.1007/ 978-94-007-0591-3_21
• Nicolle, A., Garreau, P., Liorzou, B., 2009. Modelling for anchovy recruitment studies in the Gulf of Lions (Western Mediterranean Sea). Ocean Dynamics 59, 953–968. https://doi.org/10.1007/s10236-009-0221-6
• Png-Gonzalez, L., Papiol, V., Balbín, R., Cartes, J. E., & Carbonell, A. 2021. Larvae of the blue crab Callinectes sapidus Rathbun, 1896 (Decapoda: Brachyura: Portunidae) in the Balearic Archipelago (NW Mediterranean Sea). Marine Biodiversity Records, 14(1), 1-5.
• Streftaris N., Zenetos A. 2006. Alien Marine Species in the Mediterranean – the 100 ‘Worst Invasives’ and their Impact. Med Mar Sci. 2006 ; 7:87–118.

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