{"id":1357,"date":"2019-05-22T15:50:55","date_gmt":"2019-05-22T13:50:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=1357"},"modified":"2020-10-28T14:52:28","modified_gmt":"2020-10-28T13:52:28","slug":"modeliser-les-differentes-dynamiques-dun-ecosysteme-marin-soumis-a-une-perturbation-anthropique","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=1357","title":{"rendered":"Mod\u00e9liser les diff\u00e9rentes dynamiques d\u2019un \u00e9cosyst\u00e8me marin soumis \u00e0 une perturbation anthropique"},"content":{"rendered":"

par Julien Cartier<\/em><\/p>\n

Une histoire de morues, de m\u00e9duses et de p\u00eacheurs<\/h1>\n

<\/p>\n

1. Bref historique de la p\u00eache intensive<\/h2>\n

La premi\u00e8re mention connue de la p\u00eache au chalut date de 1376. Toutefois, jusqu\u2019au d\u00e9but du 19\u00e8me si\u00e8cle, les chalutiers \u00e9taient propuls\u00e9s \u00e0 la voile ce qui limitait leur rayon d\u2019action aux zones c\u00f4ti\u00e8res. Deux \u00e9v\u00e9nements distincts vont alors provoquer une intensification de la pression de p\u00eache. Tout d\u2019abord le d\u00e9veloppement des chemins de fer, \u00e0 partir des ann\u00e9es 1830, lequel a accru la demande de produits maritimes (poissons, coquillages) par les populations urbaines de l\u2019int\u00e9rieur des terres. Cela s\u2019est traduit par une g\u00e9n\u00e9ralisation du chalutage de fond. Puis, dans les ann\u00e9es 1880, l\u2019apparition des chalutiers \u00e0 vapeur a consid\u00e9rablement \u00e9tendu la surface des mers exploit\u00e9e et cette extension s\u2019est intensifi\u00e9e apr\u00e8s guerre. Entre 1950 et 2014 la distance moyenne entre les ports et les lieux de p\u00eache de pays comme l\u2019Espagne ou la Chine est pass\u00e9e de 2000 \u00e0 4000 km. Le nombre et la puissance des bateaux ont \u00e9galement augment\u00e9, profitant de politiques de subventionnement. Les flottes de p\u00eache exploitent d\u00e9sormais plus de 90 % de la superficie des mers et des oc\u00e9ans, de sorte que seules certaines zones polaires demeurent \u00e9pargn\u00e9es.<\/p>\n

2. Des signaux inqui\u00e9tants<\/h2>\n

Pourtant, les captures ont cess\u00e9 de progresser \u00e0 la fin du 20\u00e8me si\u00e8cle (fig.1). Et cela ne r\u00e9sulte pas d\u2019une diminution de l\u2019effort de p\u00eache au profit de l\u2019aquaculture. Au contraire, la pression de p\u00eache a continu\u00e9 de s\u2019accro\u00eetre, mais les captures par unit\u00e9 de surface ont diminu\u00e9 de plus de 20 % depuis le milieu des ann\u00e9es 1990. Et si l\u2019on tient compte de l\u2019ensemble des facteurs responsables de l\u2019efficacit\u00e9 de la p\u00eache (surface exploit\u00e9e, taille des filets, capacit\u00e9s des bateaux, \u2026) on estime que les prises par unit\u00e9 de puissance de p\u00eache (LPUP) se sont r\u00e9duites de plus de 90 % en un si\u00e8cle. Cela indique que les poissons commerciaux se sont rar\u00e9fi\u00e9s. Diverses \u00e9tudes sugg\u00e8rent que la biomasse des grands poissons est inf\u00e9rieure \u00e0 10 % de son niveau pr\u00e9industrielle.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Fig.1 : variation de la production de poissons par la p\u00eache et l\u2019aquaculture entre 1950 et 2014 (source FAO 2016)<\/p><\/div>\n

3. La surexploitation modifie les \u00e9cosyst\u00e8mes<\/h2>\n

La diminution des populations de poissons commerciaux n\u2019est pas sans cons\u00e9quence sur leurs \u00e9cosyst\u00e8mes. Si la surexploitation des ressources maritimes se manifeste \u00e0 l\u2019\u00e9chelle globale, elle peut causer localement des modifications aussi profondes que durables.<\/p>\n

3.a. Les huitres de la mer Baltique et le concept de bioc\u00e9nose<\/h3>\n

Et ce probl\u00e8me ne date pas d\u2019hier puisqu\u2019il est \u00e0 l\u2019origine du concept de bioc\u00e9nose dans la deuxi\u00e8me moiti\u00e9 du 19\u00e8me si\u00e8cle. L\u2019exemple m\u00e9rite d\u2019\u00eatre rappel\u00e9. En 1869, le gouvernement prussien qui s\u2019inqui\u00e8te d\u2019un \u00e9puisement des bancs d\u2019huitres en mer Baltique, envoie le zoologiste Karl M\u00f6bius \u00e9tudier le ph\u00e9nom\u00e8ne. Le chercheur comprend vite que l\u2019arriv\u00e9e du chemin de fer a provoqu\u00e9 un d\u00e9veloppement du march\u00e9 et donc une surp\u00eache responsable de l\u2019\u00e9puisement des bancs. Cependant, il s\u2019\u00e9tonne que des animaux capables de produire des millions de gam\u00e8tes ne parviennent pas \u00e0 reconstituer rapidement leur effectif initial. Karl M\u00f6bius d\u00e9couvre alors que la rar\u00e9faction des huitres profite aux larves nageuses de moules et de coques. La prolif\u00e9ration de ces derni\u00e8res prive les huitres des ressources dont elles auraient besoin pour se multiplier et ainsi emp\u00eache l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me de retrouver son \u00e9tat d\u2019origine. En 1877, Karl M\u00f6bius proposera le terme de bioc\u00e9nose pour d\u00e9signer le fait qu\u2019un milieu naturel est avant tout une communaut\u00e9 d\u2019esp\u00e8ces en interactions.<\/p>\n

3.b. Les morues de Terre-Neuve<\/h3>\n

C\u2019est une histoire similaire qu\u2019a connu au d\u00e9but des ann\u00e9es 1990 la zone de p\u00eache de Terre-Neuve situ\u00e9e au large du Canada. Depuis le 16\u00e8me si\u00e8cle l\u2019endroit \u00e9tait r\u00e9put\u00e9 pour sa richesse en morues (Gadus morhua<\/em>), \u00e0 tel point que les r\u00e9cits de marins d\u00e9crivent une eau prenant la couleur du dos des poissons. Estim\u00e9 \u00e0 plus d\u2019un million de tonnes, ce stock fournissait chaque ann\u00e9e plus de 100 000 tonnes de morues (fig.2). Mais, dans les ann\u00e9es 1960, l\u2019augmentation du nombre et de la puissance des bateaux a entra\u00een\u00e9 une surp\u00eache suivie d\u2019un effondrement spectaculaire en 1991. La population r\u00e9siduelle ne repr\u00e9sente plus alors que 0,3 % du niveau initial, soit \u00e0 peine quelques milliers de tonnes.<\/p>\n

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Fig.2 : variation des captures de morue \u00e0 Terre-Neuve entre 1850 et 2013 (source NAFO)<\/p><\/div>\n

En 1992, un moratoire interdit la p\u00eache de la morue. Les autorit\u00e9s et les scientifiques se veulent alors rassurants et pensent que deux ans suffiront pour voir le stock se reconstituer. Rien d\u2019\u00e9tonnant lorsqu\u2019on sait qu\u2019une seule morue peut pondre jusqu\u2019\u00e0 11 millions d\u2019\u0153ufs ! Malheureusement, ils se trompent. Alors que le moratoire dure toujours l\u2019esp\u00e8ce commence \u00e0 peine \u00e0 montrer des signes de r\u00e9tablissement (fig.3).<\/p>\n

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Fig.3 : estimation de la population de morues entre 1980 et 2013 (source Pedersen et al. 2017)<\/p><\/div>\n

Les causes de ce retard sont multiples. En premier lieu, les morues ne pondent pas toutes 11 millions d\u2019\u0153ufs. Cela n\u2019est vrai que pour les plus gros sp\u00e9cimens qui sont aussi les plus vieux et \u00e9videmment les plus recherch\u00e9s par les p\u00eacheurs. Ainsi, lorsque le stock s\u2019est effondr\u00e9 cela faisait longtemps que les grandes morues avaient disparu. Or, les animaux plus jeunes produisent trois fois moins d\u2019\u0153ufs et le taux de survie de leurs larves est \u00e9galement plus faible. Le deuxi\u00e8me param\u00e8tre r\u00e9side justement dans le taux de survie des larves, ou alevins. Ces derniers sont en effet la proie de nombreuses esp\u00e8ces, principalement des crustac\u00e9s et de petits poissons de fond comme le capelan (Mallotus villosus<\/em>), de sorte qu\u2019on estime que seul un \u0153uf sur un million aboutit \u00e0 un adulte. Surtout, ces pr\u00e9dateurs de morues juv\u00e9niles ont largement profit\u00e9 de la disparition des morues adultes dont ils \u00e9taient eux-m\u00eames les proies. Devenus plus nombreux, ils d\u00e9vorent suffisamment de larves de morues pour emp\u00eacher le stock de se reconstituer, figeant l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me dans ce que les chercheurs appellent un \u00ab \u00e9tat stable alternatif \u00bb.<\/p>\n

Remarquons que la diminution de la population de grands poissons va \u00e9videmment de pair avec la diminution du nombre de leurs \u0153ufs et de leurs larves ce qui devrait se r\u00e9percuter n\u00e9gativement sur la population de petits poissons pr\u00e9dateurs. Mais ces derniers se nourrissent aussi des \u0153ufs d\u2019autres esp\u00e8ces et de planctons.<\/p>\n

3.c. Les m\u00e9duses de Namibie<\/h3>\n

Un autre exemple de bascule d\u2019un \u00e9cosyst\u00e8me sous l\u2019effet de la surp\u00eache se rencontre sur les c\u00f4tes de la Namibie. Une industrie de p\u00eache \u00e0 la sardine (Sardina pilchardus<\/em>) y prosp\u00e9rait depuis les ann\u00e9es 1950. Au moment de l\u2019ind\u00e9pendance du pays en 1990, les stocks \u00e9taient \u00e9puis\u00e9s et malgr\u00e9 des mesures de protection demeurent extr\u00eamement faibles (fig.4).<\/p>\n

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Fig.4 : variation des captures en Namibie de trois esp\u00e8ces de poissons commerciaux entre 1950 et 2010 (source Roux et al. 2013)<\/p><\/div>\n

Outre l\u2019accroissement de certaines populations de poissons comme le maquereau (fig.4), l\u2019effondrement des stocks de sardines a co\u00efncid\u00e9 avec une prolif\u00e9ration de deux esp\u00e8ces de m\u00e9duses, Aequorea forskalea<\/em> et Chrysaora fulgida<\/em> qui pr\u00e9existaient dans l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me. Les derni\u00e8res estimations r\u00e9alis\u00e9es \u00e0 l\u2019aide de techniques acoustiques donnent le vertige : les 10 millions de tonnes de sardines qui peuplaient ces eaux dans les ann\u00e9es 1960 ont laiss\u00e9 place \u00e0 plus de 12 millions de tonnes de m\u00e9duses, soit pr\u00e8s de 2,5 fois la biomasse de l\u2019ensemble des stocks de poissons commerciaux subsistants.<\/p>\n

Ici aussi les proies se sont r\u00e9v\u00e9l\u00e9es \u00eatre des pr\u00e9dateurs. Car si les sardines mangent les jeunes m\u00e9duses, ces derni\u00e8res consomment les \u0153ufs et les larves de sardines. Le couple sardine-m\u00e9duse ressemble ainsi au couple morue-capelan \u00e9voqu\u00e9 pr\u00e9c\u00e9demment. Mais, la pression exerc\u00e9e par les m\u00e9duses sur les sardines ne se limite pas \u00e0 la pr\u00e9dation des juv\u00e9niles. En effet, elles entrent \u00e9galement en comp\u00e9tition avec les alevins pour l\u2019acc\u00e8s au zooplancton dont toutes deux se nourrissent. Pire, les grandes m\u00e9duses ayant peu de pr\u00e9dateurs, leurs cadavres am\u00e8nent une grande quantit\u00e9 de mati\u00e8re organique vers le fond marin o\u00f9 la d\u00e9composition bact\u00e9rienne g\u00e9n\u00e8re une hypoxie localis\u00e9e. Une hypoxie \u00e0 laquelle sont particuli\u00e8rement sensibles les sardines.<\/p>\n

3.d. L\u2019\u00e9tat stable alternatif<\/h3>\n

Les trois exemples pr\u00e9c\u00e9dents montrent que la r\u00e9silience d\u2019un \u00e9cosyst\u00e8me suite \u00e0 une perturbation n\u2019est pas garantie. Ils permettent aussi d\u2019illustrer cette phrase du programme \u00ab il n\u2019y a pas d\u2019\u00e9quilibre stable des \u00e9cosyst\u00e8mes mais des \u00e9quilibres dynamiques<\/em> \u00bb. Ainsi, un m\u00eame \u00e9cosyst\u00e8me peut pr\u00e9senter diff\u00e9rents \u00e9tats de stabilit\u00e9 et une perturbation anthropique peut provoquer le basculement d\u2019un \u00e9tat stable vers un autre, au-del\u00e0 d\u2019un certain seuil h\u00e9las difficilement pr\u00e9dictible.<\/p>\n

On remarquera que la bascule vers un \u00e9tat stable alternatif repose notamment sur la facult\u00e9 de certaines proies \u00e0 devenir chasseurs. C\u2019est le cas des capelans, proies des morues adultes mais pr\u00e9dateurs de leurs alevins. C\u2019est \u00e9galement le cas des m\u00e9duses, mang\u00e9es par les sardines mais capables de se nourrir de leurs larves. Ce type de m\u00e9canisme de r\u00e9troaction semble sp\u00e9cifique aux environnements marins, ce qui le rend quelque peu contre-intuitif, car appliqu\u00e9 aux milieux terrestres c\u2019est comme si les z\u00e8bres d\u00e9voraient les jeunes lions.<\/p>\n

4. Le r\u00f4le du biotope<\/h2>\n

Les perturbations de la bioc\u00e9nose par la surp\u00eache ne suffisent pas toujours \u00e0 expliquer un changement d\u2019\u00e9tat de l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me. Dans le cas de Terre-Neuve l\u2019effondrement co\u00efncide \u00e9galement avec un refroidissement des eaux qui en diminuant la quantit\u00e9 de plancton disponible a entrain\u00e9 la diminution des stocks de petits poissons (dont le capelan) dont se nourrissent les morues adultes et vraisemblablement augment\u00e9 la mortalit\u00e9 des larves et des \u0153ufs. Le r\u00e9chauffement des eaux depuis le d\u00e9but des ann\u00e9es 2000 explique d\u2019ailleurs pour partie le lent r\u00e9tablissement du stock de morue.<\/p>\n

Il y a l\u00e0 une explication au retour vers l\u2019\u00e9tat de stabilit\u00e9 initial de l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me ce qui pourrait contredire la notion m\u00eame d\u2019\u00e9tat de stabilit\u00e9 alternatif. En effet, les esp\u00e8ces pr\u00e9datrices des \u0153ufs et des juv\u00e9niles sont multiples et leur alimentation varie en fonction des conditions du biotope, en particulier la temp\u00e9rature. Par exemple, on sait qu\u2019en f\u00e9vrier, lorsque les morues se reproduisent, le hareng de l\u2019Atlantique (Clupea harengus<\/em>) se nourrit essentiellement d’\u0153ufs de morue. Mais, lorsqu\u2019au printemps les eaux commencent \u00e0 se r\u00e9chauffer les cop\u00e9podes se multiplient et les harengs d\u00e9laissent les \u0153ufs pour se repa\u00eetre de ces petits crustac\u00e9s.<\/p>\n

5. Une grave diminution des services \u00e9cosyst\u00e8miques<\/h2>\n

5.a. L\u2019effondrement de l\u2019industrie de p\u00eache<\/h3>\n

Quand le 2 juillet 1992, le ministre canadien de la p\u00eache d\u00e9cr\u00e8te un moratoire sur l\u2019exploitation de la morue de Terre-Neuve, plus de 30 000 p\u00eacheurs se retrouvent instantan\u00e9ment au ch\u00f4mage. 12 000 autres les rejoindront l\u2019ann\u00e9e suivante lorsque l\u2019interdiction sera \u00e9tendue \u00e0 tout le golfe du Saint-Laurent. S\u2019y ajoutent les faillites des entreprises sp\u00e9cialis\u00e9es dans le traitement des poissons, telles que les usines de conserves. Un tel drame prend une ampleur encore plus grande lorsqu\u2019il affecte un pays pauvre comme la Namibie dont la p\u00eache repr\u00e9sente plus de 5 % du PIB et 30 % des exportations. Cela doit nous inciter \u00e0 nuancer les espoirs que peuvent susciter aupr\u00e8s des \u00e9l\u00e8ves les exemples de reconstitution des stocks. Le temps que ces r\u00e9tablissements se produisent c\u2019est toute une \u00e9conomie qui s\u2019est effondr\u00e9e.<\/p>\n

5.b. Le fl\u00e9au des m\u00e9duses<\/h3>\n

La pullulation des m\u00e9duses ne fait pas seulement dispara\u00eetre certaines esp\u00e8ces de poissons commerciaux, elle perturbe aussi la p\u00eache des esp\u00e8ces subsistantes en provoquant l\u2019\u00e9clatement des filets et en contaminant les prises. Les m\u00e9duses s\u2019attaquent \u00e9galement aux poissons d\u2019\u00e9levage et entra\u00eenent la fermeture des plages ce qui p\u00e9nalise l\u2019industrie touristique. Elles peuvent m\u00eame boucher les syst\u00e8mes de refroidissement des centrales \u00e9lectriques c\u00f4ti\u00e8res.<\/p>\n

Enfin, la p\u00eache participe \u00e0 l\u2019introduction d\u2019esp\u00e8ces de m\u00e9duses invasives, car l\u2019eau des ballasts ou les coques des bateaux transportent sur de longues distances les polypes et les larves de cnidaires. C\u2019est la prolif\u00e9ration d\u2019une m\u00e9duse invasive qui a provoqu\u00e9 la disparition de l\u2019industrie du caviar de B\u00e9luga en mer Caspienne, ainsi qu\u2019une forte diminution des populations d\u2019esturgeons et d\u2019anchois. La m\u00eame m\u00e9duse a depuis envahi la mer Baltique et la mer du Nord. Et c\u2019est une m\u00e9duse originaire de l\u2019oc\u00e9an Pacifique qui d\u00e9truit les filets \u00e0 crevettes dans le golfe du Mexique.<\/p>\n

Mais, certaines pullulations de m\u00e9duses ne r\u00e9sultent pas directement de la surp\u00eache. Ainsi, on sait que l\u2019eutrophisation des eaux g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par le lessivage des terres agricoles, et le r\u00e9chauffement climatique, favorisent la prolif\u00e9ration de ces esp\u00e8ces.<\/p>\n

Attention, toutefois, \u00e0 ne pas diaboliser les m\u00e9duses. Ce sont des composants essentiels des \u00e9cosyst\u00e8mes puisqu\u2019au moins 124 esp\u00e8ces de poissons et 34 esp\u00e8ces d\u2019autres animaux s\u2019en nourrissent, comme la tortue Luth (Dermochelys coriacea<\/em>) en danger critique d\u2019extinction. Paradoxalement, elles offrent \u00e9galement un refuge \u00e0 de nombreuses sortes d\u2019alevins. Enfin, elles repr\u00e9sentent une importante ressource halieutique puisque chaque ann\u00e9e plus de 400 000 tonnes sont r\u00e9colt\u00e9es pour la consommation humaine en Asie du Sud-Est. 15 pays poss\u00e8dent ainsi des p\u00eacheries \u00e0 m\u00e9duses dont la Chine, l\u2019Inde, l\u2019Indon\u00e9sie, le Japon, la Malaisie et les Philippines.<\/p>\n

5.c. Une menace pour la biodiversit\u00e9<\/h3>\n

L\u2019effondrement d\u2019un stock de poissons s\u2019accompagne g\u00e9n\u00e9ralement d\u2019une cascade trophique responsable de la diminution des populations de plusieurs autres esp\u00e8ces. Par exemple, en Namibie, la rar\u00e9faction des sardines a mis en danger certaines esp\u00e8ces d\u2019oiseaux embl\u00e9matiques comme le manchot du Cap (Spheniscus demersus<\/em>), victime de la disparition de sa principale source d\u2019alimentation.<\/p>\n

6. L\u2019efficacit\u00e9 des mesures de gestion<\/h2>\n

L\u2019Afrique du sud pr\u00e9sente une zone de p\u00eache tr\u00e8s similaire \u00e0 celle de la Namibie. On y rencontre approximativement les m\u00eames esp\u00e8ces et elles b\u00e9n\u00e9ficient toutes deux d’upwelling favorables \u00e0 la croissance du plancton dont se nourrissent les sardines. Mais, lorsque le stock a commenc\u00e9 \u00e0 s\u2019effondrer au d\u00e9but des ann\u00e9es 1960, le gouvernement d\u2019Afrique du sud a r\u00e9agi en imposant des quotas de p\u00eache d\u00e9finis gr\u00e2ce \u00e0 une politique de recherche visant \u00e0 mieux comprendre la dynamique de l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me (fig.5). \u00c0 l\u2019inverse, le gouvernement namibien n\u2019a pas \u00e9cout\u00e9 les appels lanc\u00e9s par des scientifiques, au d\u00e9but des ann\u00e9es 1980, pour r\u00e9clamer un moratoire sur l\u2019exploitation de la sardine. On conna\u00eet la suite.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Fig.5 : variation des captures en Afrique du sud de trois esp\u00e8ces de poissons commerciaux entre 1950 et 2010 (source Roux et al. 2013) \u2013 \u00e0 comparer \u00e0 la fig.4<\/p><\/div>\n

Malheureusement, ce type de mises en garde tend \u00e0 se multiplier. Non sans raison puisqu\u2019on estime qu\u2019actuellement pr\u00e8s de 90 % des stocks de poissons commerciaux sont surexploit\u00e9s.<\/p>\n

7. Mod\u00e9liser ces ph\u00e9nom\u00e8nes<\/h2>\n

Les nouveaux programmes de lyc\u00e9e encouragent la mod\u00e9lisation des syst\u00e8mes biologiques. Le chapitre \u00ab \u00c9cosyst\u00e8mes et services environnementaux<\/em> \u00bb qui figure dans le programme de sp\u00e9cialit\u00e9 de premi\u00e8re s\u2019y pr\u00eate tout particuli\u00e8rement et l\u2019on trouvera d\u2019ailleurs sur ce site d\u2019autres exemples de mod\u00e8les destin\u00e9s \u00e0 traiter ces notions.<\/p>\n

Lien vers l\u2019article Mod\u00e9liser la dynamique et la r\u00e9silience d\u2019une for\u00eat mixte (ch\u00eanaie\/h\u00eatraie)<\/strong>
\nhttps:\/\/www.pedagogie.ac-nice.fr\/svt\/?p=1096<\/strong><\/a><\/p>\n

Les \u00e9cosyst\u00e8mes marins permettent tout \u00e0 la fois de pr\u00e9senter des ph\u00e9nom\u00e8nes de r\u00e9silience et des ph\u00e9nom\u00e8nes de bascule vers des \u00e9tats stables alternatifs. Cette activit\u00e9 se justifie d\u2019autant plus que les scientifiques utilisent abondamment les mod\u00e8les num\u00e9riques pour tester leurs hypoth\u00e8ses concernant l\u2019\u00e9volution des diff\u00e9rentes populations de ces milieux.<\/p>\n

7.a. Un mod\u00e8le simple permettant d\u2019illustrer la r\u00e9silience et l\u2019enjeu de la gestion de la p\u00eache<\/h3>\n

Le premier mod\u00e8le r\u00e9unit des morues adultes, leurs alevins, des capelans et des bateaux de p\u00eache (fig.6).<\/p>\n

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Fig.6 : aspect du mod\u00e8le<\/p><\/div>\n

Dans un premier temps on peut consid\u00e9rer un mod\u00e8le simplifi\u00e9 o\u00f9 ne figurent que les morues et leurs alevins. Pour cela il suffit de suspendre toutes les r\u00e8gles relatives \u00e0 la p\u00eache et aux capelans (fig.7).<\/p>\n

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Fig.7 : suspension des r\u00e8gles pour ne consid\u00e9rer que la dynamique des morues et des alevins<\/p><\/div>\n

Ce syst\u00e8me est stable dans un \u00e9tat o\u00f9 l\u2019effectif des morues adultes demeure continuellement sup\u00e9rieur \u00e0 celui de leurs alevins, malgr\u00e9 des variations synchrones (fig.8).<\/p>\n

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Fig.8 : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation durant 6000 tours (en bleu les morues, en rose leurs alevins)<\/p><\/div>\n

On peut ensuite observer l\u2019impact d\u2019une campagne de p\u00eache mod\u00e9r\u00e9e. On commence par modifier le nombre de p\u00eacheurs en double cliquant sur le mot \u00ab p\u00eacheur \u00bb dans la rubrique \u00ab Agents (entit\u00e9s) \u00bb, puis on rentre \u00ab 10 \u00bb dans la case correspondant au \u00ab Nombre d\u2019agents de ce type au d\u00e9marrage \u00bb. On lance le mod\u00e8le puis on r\u00e9active la r\u00e8gle \u00ab p\u00eache \u00bb au bout de 1000 tours, avant de la suspendre \u00e0 nouveau apr\u00e8s 4000 tours (fig.9.a. et 9.b.)<\/p>\n

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Fig.9.a : param\u00e9trage du mod\u00e8le<\/p><\/div>\n

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Fig.9.b : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation avec 10 p\u00eacheurs durant 6000 tours<\/p><\/div>\n

La p\u00eache provoque une diminution du nombre de morues, mais d\u00e8s l\u2019arr\u00eat du pr\u00e9l\u00e8vement le stock se reconstitue tr\u00e8s rapidement. Cependant, si l\u2019on augmente la pression de p\u00eache en pla\u00e7ant dans le mod\u00e8le 20 p\u00eacheurs et non 10, le stock s\u2019effondre au point que l\u2019esp\u00e8ce dispara\u00eet (fig.10).<\/p>\n

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Fig.10 : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation avec 20 p\u00eacheurs durant 6000 tours, sans interruption de la p\u00eache<\/p><\/div>\n

N\u00e9anmoins, il suffit d\u2019interrompre la p\u00eache avant l\u2019extinction de l\u2019esp\u00e8ce pour observer un ph\u00e9nom\u00e8ne de r\u00e9silience (fig.11).<\/p>\n

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Fig.11 : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation avec 20 p\u00eacheurs durant 6000 tours, avec interruption de la p\u00eache<\/p><\/div>\n

Une autre fa\u00e7on de pr\u00e9server l\u2019esp\u00e8ce consiste \u00e0 cr\u00e9er une r\u00e9serve o\u00f9 la p\u00eache est interdite. Pour cela il faut cliquer sur l\u2019onglet \u00ab Zone \u00bb dans la rubrique \u00ab Environnement \u00bb. On clique ensuite sur \u00ab Ajouter une zone \u00bb et on la trace sur le mod\u00e8le \u00e0 l\u2019aide des outils de dessin propos\u00e9s. Enfin, on se rend dans la r\u00e8gle r\u00e9gissant la p\u00eache et dans la case \u00ab Zone o\u00f9 la r\u00e8gle est active \u00bb o\u00f9 l\u2019on s\u00e9lectionne \u00ab (Zone non affect\u00e9e) \u00bb (fig.12).<\/p>\n

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Fig.12.a : param\u00e9trage du mod\u00e8le<\/p><\/div>\n

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Fig.12.b : aspect de la r\u00e9serve sur le mod\u00e8le<\/p><\/div>\n

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Fig.12.c : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation avec 20 p\u00eacheurs autour de la r\u00e9serve, durant 6000 tours, sans interruption de la p\u00eache<\/p><\/div>\n

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7.b. Un mod\u00e8le plus complexe permettant d\u2019illustrer la bascule vers un \u00e9tat stable alternatif<\/h3>\n

On peut \u00e0 pr\u00e9sent supprimer la r\u00e9serve et r\u00e9activer toutes les r\u00e8gles concernant les capelans. Ces r\u00e8gles sont relativement simples :
\n\u2022 les morues adultes mangent les capelans
\n\u2022 les capelans mangent les alevins de morue
\n\u2022 les capelans se reproduisent<\/p>\n

En l\u2019absence de p\u00eache cet \u00e9cosyst\u00e8me est stable (fig.13).<\/p>\n

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Fig.13 : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation durant 6000 tours (en vert les capelans)<\/p><\/div>\n

Dans ces conditions, la p\u00eache provoque simultan\u00e9ment une diminution du stock de morue et une augmentation de la population de capelans. Mais, ici, l\u2019interruption de la p\u00eache, lorsque les morues menacent de dispara\u00eetre, n\u2019est pas suivie pas une reconstitution du stock. Au contraire, l\u2019effectif des morues et de leurs alevins demeure aussi faible que celui des capelans reste \u00e9lev\u00e9 (fig.14).<\/p>\n

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Fig.14 : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation avec 20 p\u00eacheurs durant 6000 tours, avec interruption de la p\u00eache<\/p><\/div>\n

Cependant, ce basculement vers un \u00e9tat stable alternatif n\u2019est pas syst\u00e9matique. Si on tarde trop \u00e0 suspendre la p\u00eache les morues disparaissent (fig.15). \u00c0 l\u2019inverse, si la p\u00eache s\u2019arr\u00eate avant que le stock de morues ne soit devenu suffisamment faible on assiste \u00e0 un ph\u00e9nom\u00e8ne de r\u00e9silience plus ou moins rapide (fig.16).<\/p>\n

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Fig.15 : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation avec 20 p\u00eacheurs durant 6000 tours, avec interruption de la p\u00eache tardive<\/p><\/div>\n

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Fig.16 : graphique pr\u00e9sentant les r\u00e9sultats de la mod\u00e9lisation avec 20 p\u00eacheurs durant 6000 tours, avec interruption de la p\u00eache pr\u00e9coce<\/p><\/div>\n

7.c. Un mod\u00e8le alternatif avec le couple m\u00e9duses-sardines<\/h3>\n

Dans ce mod\u00e8le les morues sont remplac\u00e9es par les sardines, tandis que les m\u00e9duses jouent le r\u00f4le des capelans (fig.17). En revanche, les r\u00e8gles appliqu\u00e9es \u00e0 chaque type d\u2019agents ne changent pas.<\/p>\n

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Fig.17 : aspect du mod\u00e8le<\/p><\/div>\n

7.d. Limites des mod\u00e8les utilis\u00e9s<\/h3>\n

Il convient de garder \u00e0 l\u2019esprit que ces mod\u00e8les ont \u00e9t\u00e9 con\u00e7us pour un usage p\u00e9dagogique. Leurs r\u00e8gles de fonctionnement reposent sur des simplifications volontaires qui les diff\u00e9rencient des mod\u00e8les utilis\u00e9s par les scientifiques en charge de l\u2019\u00e9tude des ressources halieutiques.<\/p>\n

Par exemple, les m\u00e9duses apparaissent par g\u00e9n\u00e9ration spontan\u00e9e, de sorte que l\u2019esp\u00e8ce ne peut jamais s\u2019\u00e9teindre. Toutefois, la capacit\u00e9 des polypes \u00e0 s\u2019enkyster durant de longues p\u00e9riodes, \u00e0 se r\u00e9g\u00e9n\u00e9rer \u00e0 partir de fragments et \u00e0 prolif\u00e9rer par bourgeonnement, justifie ce mode de g\u00e9n\u00e9ration.<\/p>\n

En revanche, ce type de g\u00e9n\u00e9ration ne devrait pas s\u2019appliquer aux capelans. En r\u00e9alit\u00e9, il est tr\u00e8s rare qu\u2019une esp\u00e8ce marine disparaisse compl\u00e8tement. Dans le cas des morues ou des harengs de l\u2019Atlantique nord on sait que les disparitions constat\u00e9es localement allaient de pair avec la persistance de populations des m\u00eames esp\u00e8ces dans des territoires proches. D\u00e8s l\u2019arr\u00eat des perturbations, ou simplement lorsque celles-ci diminuaient d\u2019intensit\u00e9, ces populations repeuplaient les zones d\u00e9sert\u00e9es.<\/p>\n

La g\u00e9n\u00e9ration des morues et des sardines est \u00e9galement simplifi\u00e9e de mani\u00e8re \u00e0 ne pas n\u00e9cessiter la rencontre de deux poissons. En effet, Edu\u2019mod\u00e8le ne r\u00e9unit pas les agents sous forme de bancs ce qui ne permet pas de mod\u00e9liser convenablement la reproduction de ces esp\u00e8ces.<\/p>\n

Enfin, la pr\u00e9dation des capelans sur les alevins de morues et la pr\u00e9dation des m\u00e9duses sur les alevins de sardines sont volontairement suspendues lorsque le nombre de larves devient inf\u00e9rieur \u00e0 10. Cela \u00e9vite que l\u2019esp\u00e8ce ne disparaisse et r\u00e9ciproquement autorise l\u2019installation d\u2019un \u00e9tat stable alternatif. Cette r\u00e8gle n\u2019est d\u2019ailleurs pas si artificielle dans la mesure o\u00f9 les pr\u00e9dateurs ont tendance \u00e0 changer de proie lorsque l\u2019effectif de ces derni\u00e8res devient trop faible. Par ailleurs, les milieux marins renferment des abris naturels, sorte de r\u00e9serve o\u00f9 la pr\u00e9dation ne s\u2019exerce pas comme en pleine eau.<\/p>\n

8. En conclusion<\/h2>\n

Dans le cadre d\u2019une p\u00e9dagogie s\u2019appuyant sur la d\u00e9marche scientifique il importe de l\u00e9gitimer le recours \u00e0 ces mod\u00e8les num\u00e9riques plut\u00f4t que de se contenter d\u2019imposer leur usage sans justification pr\u00e9alable. Cela implique de concevoir un probl\u00e8me n\u00e9cessitant la mod\u00e9lisation de l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me. Voici deux exemples de situations d\u00e9clenchantes :<\/p>\n

Situation n\u00b01<\/strong> : La r\u00e9gion X exploite la morue depuis des d\u00e9cennies. Pourtant, certaines personnes s\u2019alarment de la diminution du nombre de prises. Ils ont entendu dire que la surp\u00eache a caus\u00e9 l\u2019effondrement du stock de morues au large des c\u00f4tes canadiennes de Terre-Neuve et que ce stock ne se reconstitue pas malgr\u00e9 l\u2019interdiction totale de la p\u00eache. Craignant qu\u2019un ph\u00e9nom\u00e8ne similaire ne se produise dans la r\u00e9gion X, ces personnes proposent d\u2019instaurer des quotas de p\u00eache afin de r\u00e9duire le pr\u00e9l\u00e8vement de morues. Mais, la plupart des p\u00eacheurs de la r\u00e9gion X ne sont pas d\u2019accord. Ils savent qu\u2019ils p\u00eachent moins de morues que leurs confr\u00e8res canadiens. Selon eux, cela devrait suffire \u00e0 \u00e9viter l\u2019\u00e9puisement du stock. De surcro\u00eet, ils ont appris qu\u2019une seule morue peut pondre jusqu\u2019\u00e0 11 millions d\u2019\u0153ufs. Sachant cela ils ne croient pas que la population de Terre-Neuve soit incapable de se reconstituer naturellement. Ils suspectent les p\u00eacheurs canadiens de faire du braconnage, autrement dit de p\u00eacher ill\u00e9galement, emp\u00eachant ainsi le retour des poissons.<\/p>\n

Situation n\u00b02<\/strong> : La r\u00e9gion Z exploite la sardine depuis des d\u00e9cennies. Pourtant, certaines personnes s\u2019alarment de la diminution du nombre de prises et de la prolif\u00e9ration des m\u00e9duses. Ils ont entendu dire que la surp\u00eache a caus\u00e9 l\u2019effondrement du stock de sardines au large des c\u00f4tes namibiennes et leur remplacement par d\u2019innombrables m\u00e9duses. Craignant qu\u2019un ph\u00e9nom\u00e8ne similaire ne se produise dans la r\u00e9gion Z, ces personnes proposent d\u2019instaurer des quotas de p\u00eache afin de r\u00e9duire le pr\u00e9l\u00e8vement de sardines. Mais, la plupart des p\u00eacheurs de la r\u00e9gion Z ne sont pas d\u2019accord. Ils savent qu\u2019ils p\u00eachent moins de sardines que leurs confr\u00e8res namibiens. Selon eux, cela devrait suffire \u00e0 \u00e9viter l\u2019\u00e9puisement du stock. De surcro\u00eet ils ont appris qu\u2019une seule sardine peut pondre plusieurs millions d\u2019\u0153ufs et que ces poissons se nourrissent de m\u00e9duses. Sachant cela ils ne croient pas que la population de Terre-Neuve soit incapable de se reconstituer naturellement. Ils suspectent les p\u00eacheurs namibiens de faire du braconnage, autrement dit de p\u00eacher ill\u00e9galement, emp\u00eachant ainsi le retour des poissons. Quant \u00e0 la pullulation des m\u00e9duses ils rappellent qu\u2019il s\u2019agit d\u2019un ph\u00e9nom\u00e8ne normal qui a toujours exist\u00e9.<\/p>\n

Ces exemples permettent d\u2019introduire le mod\u00e8le comme une repr\u00e9sentation du r\u00e9el et non le r\u00e9el lui-m\u00eame, c\u2019est-\u00e0-dire un outil au service de la compr\u00e9hension des faits. Ainsi, ces mod\u00e9lisations n\u2019ont de sens que si elles s\u2019accompagnent d\u2019informations sur le fonctionnement des diff\u00e9rentes composantes de l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me.<\/p>\n

En fonction du temps dont on dispose et du niveau des \u00e9l\u00e8ves, on peut confier \u00e0 ces derniers une part plus ou moins grande du travail de param\u00e9trage du mod\u00e8le. Car si le travail de conception rev\u00eat un int\u00e9r\u00eat certain, il n\u2019est pas n\u00e9cessaire de cr\u00e9er le mod\u00e8le pour acc\u00e9der aux connaissances qu\u2019il repr\u00e9sente. Son exploitation bien comprise peut suffire \u00e0 d\u00e9couvrir que la complexit\u00e9 des relations intersp\u00e9cifiques conditionne des \u00e9quilibres dynamiques dont nous sommes partie prenante.<\/p>\n

Cette surprenante complexit\u00e9 des \u00e9cosyst\u00e8mes et l\u2019apparente impr\u00e9visibilit\u00e9 de leurs dynamiques constituent des curiosit\u00e9s remarquables, autant que des objets d\u2019\u00e9tudes scientifiques en raison des enjeux majeurs qu\u2019ils repr\u00e9sentent. Voulant sans doute faire r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 ce double aspect fascinant de la nature, l\u2019historien des sciences Jean-Marc Drouin cite dans son ouvrage L\u2019\u00e9cologie et son histoire<\/em> (\u00e9d. Flammarion, 1991) ces vers du po\u00e8te Jacques Delille :<\/p>\n

Ils sont pass\u00e9s ces temps des r\u00eaves po\u00e9tiques,
\nO\u00f9 l\u2019Homme interrogeait des for\u00eats proph\u00e9tiques,
\nO\u00f9 la fable cr\u00e9ant des faits prodigieux,
\nPeuplait d\u2019\u00eatres vivants des bois religieux [\u2026]
\nTout est d\u00e9senchant\u00e9, mais sans tous ces prestiges,
\nLes arbres ont leur vie, et les bois leurs prodiges.<\/p>\n

<\/h1>\n

LIENS VERS LES 2 MOD\u00c8LES<\/h1>\n

\u2022 Mod\u00e8le morues-capelans<\/a><\/p>\n

\u2022 Mod\u00e8le m\u00e9duses-sardines<\/a><\/p>\n

 <\/p>\n

BIBLIOGRAPHIE<\/h1>\n

Publications scientifiques<\/h2>\n

\u2022 Far from home : Distance patterns of global fishing fleets, D. Tickler et al., Science Advances, 2018<\/span><\/p>\n

\u2022 Signatures of the collapse and incipient recovery of an over exploited marine ecosystem, E.J.Pedersen et al. Royal Society, 2017<\/span><\/p>\n

\u2022 The state of world fisheries and aquaculture, FAO, 2016<\/span><\/p>\n

\u2022 Jellyfication of marine ecosystems as a likely consequence of overfishing small pelagic fishes : lessons from the benguela, J-P. Roux et al., Bulletin of marine science, 2013<\/span><\/p>\n

\u2022 Role of egg predation by haddock in the decline of an Atlantic herring population, D. E. Richardson et al. PNAS, 2011<\/span><\/p>\n

\u2022 The effects of 118 years of industrial \ufb01shing on UK bottom trawl \ufb01sheries, R. H. Thurstan et al., Nature Communications, 2010<\/span><\/p>\n

\u2022 Predator\u2013prey reversal: A possible mechanism for ecosystem hysteresis in the North Sea ? P. Fauchald, Ecology, 2010<\/span><\/p>\n

\u2022 The jellyfish joyride: causes, consequences and management responses to a more gelatinous future, A.J. Richardson et al, Cell, 2009<\/span><\/p>\n

Articles de vulgarisation<\/h2>\n

\u2022 Alerte mondiale \u00e0 la surp\u00eache<\/em>, Denis Delbecq, Le Temps, 15\/10\/2018<\/span><\/p>\n

\u2022 La morue de Terre-Neuve est de retour !<\/em> Lo\u00efc Chauveau, Sciences et Avenir, 2015<\/span><\/p>\n

\u2022 La surp\u00eache alimente la prolif\u00e9ration des m\u00e9duses<\/em>, AFP, Sciences et Avenir, 2013<\/span><\/p>\n

\u2022 Les m\u00e9duses, principales b\u00e9n\u00e9ficiaires de la surp\u00eache<\/em>, Yves Miserey, Le Figaro, 2010<\/span><\/p>\n

\u2022 L\u2019\u00e9difiante histoire de la disparition de la morue<\/em>, Olivier Milhomme, Science & Vie, mars 2006<\/span><\/p>\n

Livre<\/h2>\n

\u2022 Pour une r\u00e9volution dans la mer, de la surp\u00eache \u00e0 la r\u00e9silience<\/em>, Didier Gascuel, \u00e9d. Actes Sud, 2019<\/span><\/p>\n

EXTRAITS DU PROGRAMME DE SP\u00c9CIALIT\u00c9 DE PREMI\u00c8RE (BO sp\u00e9cial du 22 janvier 2019)<\/h1>\n

Seuls sont mentionn\u00e9s les phrases de ce chapitre pouvant \u00eatre abord\u00e9es \u00e0 travers les exemples d\u00e9velopp\u00e9s pr\u00e9c\u00e9demment.<\/p>\n

Th\u00e8me 2 – Enjeux contemporains de la plan\u00e8te<\/strong><\/span><\/p>\n

\u00c9cosyst\u00e8mes et services environnementaux<\/strong><\/span><\/p>\n

Les \u00e9cosyst\u00e8mes : des interactions dynamiques entre les \u00eatres vivants et entre eux et leur milieu<\/span><\/p>\n

Les \u00e9cosyst\u00e8mes sont constitu\u00e9s par des communaut\u00e9s d\u2019\u00eatres vivants (bioc\u00e9nose) interagissant au sein de leur milieu de vie (biotope). La bioc\u00e9nose est en interaction avec le biotope. La diversit\u00e9 des interactions biotiques s\u2019\u00e9tudie \u00e0 la lueur de leur effet sur la valeur s\u00e9lective des partenaires : comp\u00e9tition, exploitation. Ces interactions structurent l\u2019organisation (biodiversit\u00e9 de l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me), l\u2019\u00e9volution (dynamique des populations) et le fonctionnement de l\u2019\u00e9cosyst\u00e8me (production, flux de mati\u00e8re et r\u00e9servoirs, recyclage de la mati\u00e8re organique, etc.). La complexit\u00e9 du r\u00e9seau d\u2019interactions et la diversit\u00e9 fonctionnelle favorisent la r\u00e9silience des \u00e9cosyst\u00e8mes, qui jusqu\u2019\u00e0 un certain seuil de perturbation, est la capacit\u00e9 de retrouver un \u00e9tat initial apr\u00e8s perturbation. Les \u00e9l\u00e8ves apprennent qu\u2019il n\u2019y a pas d\u2019\u00e9quilibre stable des \u00e9cosyst\u00e8mes mais des \u00e9quilibres dynamiques susceptibles d\u2019\u00eatre bouscul\u00e9s.<\/span><\/p>\n

L\u2019humanit\u00e9 et les \u00e9cosyst\u00e8mes : les services \u00e9cosyst\u00e9miques et leur gestion<\/strong><\/span><\/p>\n

L\u2019esp\u00e8ce humaine affecte le fonctionnement de la plupart des \u00e9cosyst\u00e8mes en exploitant des ressources, en modifiant le biotope local (ex. eutrophisation) ou global (ex. changement climatique). Beaucoup d\u2019\u00e9cosyst\u00e8mes mondiaux sont impact\u00e9s, avec une perte mondiale de biodiversit\u00e9 et des cons\u00e9quences n\u00e9fastes pour les activit\u00e9s humaines. La connaissance scientifique des \u00e9cosyst\u00e8mes (l\u2019\u00e9cologie) peut permettre une gestion rationnelle des ressources exploitables, assurant \u00e0 la fois l\u2019activit\u00e9 \u00e9conomique et un maintien des services \u00e9cosyst\u00e9miques.<\/span><\/p>\n

Remerciements<\/strong><\/p>\n

Je remercie chaleureusement M. Jules Selles, docteur en sciences \u00e9conomiques halieutique, charg\u00e9 de mission mod\u00e9lisateur Halieute au Mus\u00e9um National d’Histoire Naturelle, qui a grandement particip\u00e9 \u00e0 la s\u00e9lection des sources bibliographiques de ce travail.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

par Julien Cartier Une histoire de morues, de m\u00e9duses et de p\u00eacheurs<\/p>

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