Quantifying prey energetic quality: energy density and size-energy relationships for marine fish and cephalopods
Cette étude fournit des données contemporaines sur la densité énergétique et les relations taille-énergie pour 34 espèces de poissons de la mer du Nord et deux espèces de céphalopodes en utilisant la calorimétrie à bombe, offrant ainsi des données critiques pour actualiser les modèles écologiques de la dynamique prédateur-proie et évaluer les impacts du changement environnemental sur les réseaux trophiques marins.
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Imaginez l'océan comme une ville géante et trépidante où chaque créature est constamment à la recherche de son prochain repas. Dans cette métropole sous-marine, l'énergie est la monnaie d'échange. Tout comme vous avez besoin de calories pour courir, jouer et grandir, les animaux marins ont besoin d'énergie pour survivre dans l'eau froide, lutter contre les courants et élever leurs familles. Mais tous les repas ne se valent pas. Un sandwich fait de beurre de cacahuète dense et gras apporte un bien plus gros punch qu'un sandwich fait de laitue légère et aqueuse, même s'ils ont la même taille. Les scientifiques appellent cela la « densité énergétique » : la quantité de carburant contenue dans un seul gramme de nourriture. Pour les super-prédateurs de la mer, comme les phoques, les baleines et les oiseaux marins, savoir quels poissons sont le « beurre de cacahuète » et lesquels sont la « laitue » est une question de vie ou de mort. S'ils choisissent le mauvais menu, ils pourraient mourir de faim même avec le ventre plein.
C'est là qu'une équipe de chercheurs de l'Université de St Andrews et de la Direction Marine est intervenue. Ils voulaient mettre à jour le « menu » de la mer du Nord, un quartier sous-marin très fréquenté au large des côtes de l'Écosse. Pendant longtemps, les scientifiques ont dû deviner l'énergie fournie par différents poissons, s'appuyant souvent sur de vieilles données qui ne correspondent peut-être plus à l'océan changeant d'aujourd'hui. L'équipe a décidé d'arrêter de deviner et de commencer à mesurer. Ils ont utilisé un outil de haute technologie appelé calorimètre à bombe — imaginez une fournaise ultra-précise qui brûle un minuscule morceau de poisson pour mesurer exactement la quantité de chaleur (énergie) qu'il libère. En faisant cela pour des dizaines d'espèces, des minuscules sablettes aux gros cabillauds, ils ont construit une carte fraîche et détaillée de qui mange quoi, et de la quantité exacte de carburant que chaque bouchée fournit.
Le gros poisson, le petit poisson et le puzzle de l'énergie
Les chercheurs ont collecté des centaines de spécimens de poissons et de calmars dans la mer du Nord, principalement entre juin et octobre. Ils ont mesuré chacun d'eux, du museau à la queue, puis les ont soumis au test de la « fournaise ». L'objectif était de répondre à deux grandes questions : Quelle quantité d'énergie un poisson possède-t-il par gramme (densité énergétique), et comment l'énergie totale d'un poisson change-t-elle à mesure qu'il grandit ?
Les résultats ont été une certaine surprise. L'équipe a découvert que la densité énergétique varie énormément selon l'espèce. Le « beurre de cacahuète » de la mer s'est avéré être la famille des Clupeidae, qui comprend le hareng, le sprat et le maquereau. Ces poissons sont chargés de graisse et apportent un punch énergétique massif, le hareng atteignant en moyenne jusqu'à 7,13 kJ g⁻¹. À l'autre extrémité du spectre, les poissons « laitue » ont été trouvés dans des familles comme les Gadidae (qui comprend le cabillaud et le merlu) et les Callionymidae (dragonnets). Ces poissons sont beaucoup plus maigres, avec des densités énergétiques oscillant entre 3,74 kJ g⁻¹ et 4,40 kJ g⁻¹.
L'une des découvertes les plus intéressantes concernait le moment de la capture. Les chercheurs ont examiné de près la sablette de Raitt, un petit poisson qui est un en-cas favori pour de nombreux oiseaux marins et phoques. Ils ont découvert que ces poissons ne sont pas les mêmes tout au long de l'année. Une sablette capturée en hiver (décembre) était nettement plus « lourde » en énergie qu'une autre capturée en été (juin-juillet). Une sablette de 15 cm en hiver contenait environ 136,8 kJ d'énergie, tandis qu'une sablette de la même taille en été n'en contenait que 66,8 kJ. C'est comme si le poisson de l'hiver s'était empiffré de collations avant l'hibernation, tandis que le poisson de l'été était encore au régime. Ce changement saisonnier signifie que les prédateurs doivent travailler beaucoup plus dur en été pour obtenir la même quantité d'énergie qu'ils obtiennent facilement en hiver.
La taille compte (beaucoup)
L'étude a également examiné comment l'énergie totale d'un poisson change à mesure qu'il grandit. La réponse est simple mais puissante : les plus gros poissons sont des repas exponentiellement meilleurs. La relation n'est pas une ligne droite ; c'est une courbe qui grimpe rapidement. Par exemple, un cabillaud de 15 cm possède environ quatre fois l'énergie totale d'un cabillaud de 10 cm. Pour un prédateur, attraper un gros poisson est souvent bien plus efficace que d'en attraper trois petits.
Les chercheurs ont tenté de voir s'il existait un modèle spécifique où la densité énergétique augmente à mesure que les poissons grandissent (comme une courbe sigmoïde), comme le suggéraient certaines études plus anciennes. Cependant, pour la plupart des espèces testées, ce modèle n'est pas apparu. Les données étaient trop désordonnées et variées pour correspondre à cette forme mathématique précise. Cela suggère que pour beaucoup de ces poissons, être plus gros ne signifie pas automatiquement être plus « gras » ou plus dense en énergie par gramme ; cela signifie simplement qu'il y a plus de poisson à manger.
Pourquoi cela importe pour l'océan
Ces nouvelles données sont comme une étiquette nutritionnelle fraîche et précise pour la mer du Nord. Elles aident les scientifiques à comprendre comment les prédateurs comme les phoques et les macareux font face à un monde changeant. Si l'océan se réchauffe et que les poissons « beurre de cacahuète » s'éloignent, laissant derrière eux uniquement les poissons « laitue », les prédateurs pourraient devoir manger deux fois plus de poissons juste pour survivre. L'étude souligne également qu'une infime différence de taille peut faire une énorme différence d'énergie. Une sablette qui est seulement 0,5 cm plus courte que sa voisine peut contenir un tiers d'énergie en moins. Cela signifie que si la taille moyenne de la population de poissons chute, les prédateurs pourraient faire face à une crise énergétique même s'il y a beaucoup de poissons autour.
En fournissant ces chiffres actualisés, l'étude nous offre un meilleur outil pour prédire comment la vie marine fera face aux impacts humains, tels que la pêche ou les parcs éoliens offshore, ainsi qu'au changement climatique. Elle nous rappelle que dans l'océan, il ne s'agit pas seulement de savoir combien de poissons sont dans l'eau, mais précisément de quel carburant chacun d'eux est chargé.
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