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Impact of environmental variability on Pinctada margaritifera life-history traits: A full life cycle deb modeling approach

Authors :
Alain Lo-Yat
Gilles Le Moullac
Nathanaël Sangare
Serge Andréfouët
Romain Le Gendre
Benoit Beliaeff
Yoann Thomas
Sébastien Lefebvre
Laure Pecquerie
Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) (EIO)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences (LOG) - UMR 8187 (LOG)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])
Lagons, Ecosystèmes et Aquaculture Durable de Nouvelle Calédonie (LEADNC)
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
Ecologie marine tropicale dans les Océans Pacifique et Indien (ENTROPIE [Réunion])
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université de La Réunion (UR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD [Nouvelle-Calédonie])
This study was co-funded by the Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (IFREMER) and the Direction des Ressources Marines et Minières de Polynésie française (DRMM). Support was also provided through the ANR-16-CE32-0004 MANA (Management of Atolls) project
ANR-16-CE32-0004,MANA,Gestion des Atolls(2016)
Université de la Polynésie Française (UPF)-Institut Louis Malardé [Papeete] (ILM)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université du Littoral Côte d'Opale (ULCO)-Université de Lille-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)
Lagons, Ecosystèmes et Aquaculture Durable [Nouméa] (LEAD)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de La Réunion (UR)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Source :
Ecological Modelling, Ecological Modelling, 2020, 423, pp.109006. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2020.109006⟩, Ecological Modelling (0304-3800) (Elsevier BV), 2020-05, Vol. 423, P. 109006 (14p.), Ecological Modelling, Elsevier, 2020, 423, pp.109006. ⟨10.1016/j.ecolmodel.2020.109006⟩
Publication Year :
2020
Publisher :
Elsevier BV, 2020.

Abstract

International audience; The black-lipped pearl oyster (Pinctada margaritifera) is extensively farmed in French Polynesia to produce black pearls. For a sustainable management of marine resources, studying interactions between organisms and environment, and the associated factors and processes that will impact their life cycle and thus modulate population dynamics is a major research priority. Here, we describe black-lipped pearl oyster energy acquisition and use, and its control by temperature and food concentration within the Dynamic Energy Budget (DEB) theory framework. The model parametrization was based on literature data and a specific laboratory experiment. Model validation was carried out thanks to historical in-situ datasets and a dedicated field survey. Three theoretical environmental scenarios were built to investigate the response of the pearl oyster to environmental variations. We successfully modeled a wide range of life-stage-specific traits and processes, especially the delayed acceleration of growth after settlement. Applying the model on field data collected at three different culture sites required only one free-fitted parameter, the half saturation coefficient Xk, which controls how ingestion depends on food density. Xk integrates all variations linked to the trophic environment. Analysis of the kinetics of energy fluxes under theoretical environmental scenarios suggests that temperature variations induce seasonality of reproduction in a species thought to spawn opportunistically throughout the whole year. The major influence of food concentration fluctuations on growth rate and reproductive effort is highlighted. The model showed the lower performances associated with recovery time between food-rich and starvation periods. The implications of these findings in the context of black pearl farming in a changing environment are discussed.

Details

ISSN :
03043800
Volume :
423
Database :
OpenAIRE
Journal :
Ecological Modelling
Accession number :
edsair.doi.dedup.....6062b59e0ae1ebbd455ef4f70c95388f
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ecolmodel.2020.109006