L'attuale monitoraggio dei sistemi biologici marini copre solo una piccola frazione dell'oceano, che limita la capacità degli scienziati di prevedere con sicurezza gli effetti attesi dei disturbi climatici sulla biodiversità marina. Utilizzando un nuovo modello di computer, un team internazionale guidato dal CNRS e che coinvolge ricercatori dell'Università della Sorbona ha dimostrato che i cambiamenti biologici stanno accelerando, che ha conseguenze per il nostro uso delle risorse marine. I loro risultati sono pubblicati in Cambiamenti climatici naturali .

Col tempo, i sistemi biologici marini hanno subito cambiamenti di varia entità a causa delle fluttuazioni climatiche naturali. In molte regioni dell'oceano sono stati rilevati anche bruschi cambiamenti biologici, soprannominati "sorprese climatiche". Per comprendere questi cambiamenti, siano essi improvvisi e inaspettati o prolungati per periodi più lunghi, scienziati del CNRS e dell'Università della Sorbona, con i colleghi europei, Americano, e istituti di ricerca giapponesi, ha sviluppato un nuovo approccio basato sulla teoria macroecologica sulla disposizione della vita (METAL). Per costruire il loro modello al computer, i ricercatori hanno progettato un gran numero di specie simulate ("pseudo-specie") che mostrano un'ampia gamma di risposte alle variazioni naturali della temperatura. Queste pseudo-specie, che evitano sbalzi termici oltre il loro range di tolleranza, formare "pseudo-comunità" e colonizzare gradualmente tutte le regioni oceaniche nel modello.

I programmi di monitoraggio della biodiversità marina coprono solo una piccola area dell'oceano e di solito solo all'interno delle regioni vicino alla costa. Questo nuovo modello basato sulla teoria METAL offre una copertura globale e consente una rapida identificazione dei principali cambiamenti biologici che possono avere un forte impatto sulla biodiversità marina e sui servizi ecosistemici associati come la pesca, acquacoltura, e il ciclo del carbonio. Quando inizialmente testato per quattordici regioni oceaniche, il modello prevedeva accuratamente i cambiamenti biologici effettivi osservati sul campo dagli anni '60. Applicando poi il modello all'oceano globale, i ricercatori sono stati in grado di quantificare la forza e l'estensione spaziale di questi cambiamenti biologici. Il modello ha anche permesso loro di attirare l'attenzione su un recente, aumento senza precedenti del numero di "sorprese climatiche, " che può essere probabilmente attribuito a El Niño, anomalie di temperatura dell'Atlantico e del Pacifico, e il riscaldamento artico.

Nella maggior parte dei casi, il modello prevede un evento un anno prima che si verifichi, consentendo di identificare le regioni trascurate dagli attuali programmi di osservazione sul campo in cui la biodiversità è minacciata. Sebbene la biodiversità marina fornisca agli esseri umani 80 milioni di tonnellate di pesci e invertebrati ogni anno, i cambiamenti rivelati da questo nuovo modello informatico possono ridistribuire le comunità e le specie oceaniche in tutto il mondo in modi che possono avvantaggiare o danneggiare l'umanità.