vignette|redresse=1.2|Animaux marins. Planche extraite de Historiae naturalis de exanguibus aquaticis par Jan Jonston (1650) ; l'histoire naturelle a d'abord inventorié (décrit et classé) les espèces, puis l'écologie marine a montré l'importance des relations interspécifiques et entre les espèces et leur milieu, et l'importance de la diversité biologique dans les systèmes vivants, marins notamment.
vignette|redresse=1.2|Selon la manière dont on observe la planète terre, on peut compter 5, 4, 3, 2 ou 1 océans. L'océan mondial n'est pas naturellement écologiquement aussi fragmenté que ne le sont les continents (où les montagnes et grands fleuves sont des barrières difficiles ou impossibles à franchir pour de nombreuses espèces), ce qui explique en partie une biodiversité très différente d'un continent à l'autre.
La biodiversité marine est l'ensemble de la biodiversité des mers, des océans, des lagunes et des estrans.
Elle est en régression (du point de vue de la richesse trophique notamment) depuis plus de , du fait des activités humainesRebecca Clausen & Richard york ; Economic Growth and Marine Biodiversity: Influence of Human Social Structure on Decline of Marine Trophic Levels, Society for Conservation Biology Issue Conservation Biology Conservation Biology(on line :2007/12/07 ; Volume 22, Issue 2, pages 458–466, April 2008 ; DOI: 10.1111/j.1523-1739.2007.00851.x et en particulier du fait de la surpêche et de la pollution et artificialisation des fleuves, estuaires, ports et zones côtières.
vignette|Les copépodes constituent une part importante du zooplancton. vignette|Acanthaster pourpre ou Acanthaster planci ; espèce nocturne d'étoile de mer se nourrissant des polypes du corail (récemment devenue espèce invasive là où elle a été introduite). On constate que cette espèce progresse sur les récifs exploités, et ne progresse pas ou progresse moins là où la biodiversité est restée élevée, ou dans les réserves naturelle. vignette|Tortue verte, capable de parcrourir de grandes distances. Elle contribue à réguler les populations de méduses, mais est menacée par le braconnage et les prises accessoires involontaires de pêche vignette|La Loutre de mer sans être tout à fait aquatique fait partie de la biodiversité marine, au sein de laquelle elle joue un rôle important de prédateur, contribuant - en régulant les espèces herbivores - à l'entretien des forêts de kelp vignette|La diversité des espèces de l'estran est significative, en dépit des conditions difficiles qui y règnent (déshydratation, brusques variations de salinité, exposition aux UV, chocs thermiques, risque accru de prédation, ici dans une mare résiduelle de l'estran vignette|cette baleine est elle-même un support pour des crustacés parasites qui voyagent avec elle et diffusent ainsi largement leurs gènes
Elle joue un rôle encore mal connu, mais a priori important pour le rétrocontrôle du climat, et en termes de puits de carbone et comme réservoir de ressources génétiques vitales pour les écosystèmes tels que nous les connaissons.
L'étude approfondie de la biodiversité marine ne fait que commencer, avec notamment de nombreux centres de biologie marine (dont celui de Roscoff en France), Aquariums à vocation scientifique (ex : Musée océanographique de Monaco), des instituts (Ifremer en France) ou encore le Centre pour la biodiversité marine créé en 2000 au Canada). C'est un domaine de longue haleine où le travail collaboratif, les sciences citoyennes et les sciences participatives semblent pouvoir s'épanouir, avec la participation des marins, marin-pêcheurs, plaisanciers, plongeurs et du grand public sur les littoraux. Ainsi en France l'association DORIS contribue-t-elle à l'inventaire illustré de la biodiversité marine, avec le Muséum national d'histoire naturelle (MNHN) et des plombeurs amateurs.
Périmètre Concernant le caractère marin de cette biodiversité, outre les espèces strictement inféodées aux eaux salées et marines, on peut inclure ; des espèces littorales typiques de l'estran et de ses mares résiduelles, des eaux saumâtres, des lagunes, estuaires ou de certaines mangroves ; des espèces semi-aquatiques telles que les oiseaux de mer, loutre de mer, phoques, morses, etc. qui dépendent de la mer pour une partie de leur cycle de vie ; Certaines espèces effectuant une partie de leur cycle de vie en eau douce (anguille, salmonidés).
Spécificités de la biodiversité marine vignette|redresse=1.5|Tendance des 50 dernières années à la réduction du niveau trophique moyen dans les pêcheries de l'Atlantique-Nord et des zones côtières (poisson débarqué, sachant qu'une partie a été jetée en mer) (pour la période 1950–2000). On peut remarquer un déclin beaucoup plus rapide (mais plus tardivement entamé ?) dans l'Atlantique Nord
Les modes d'évaluation de la biodiversité terrestre (actuelle et passée) ne conviennent pas à de nombreuses espèces marines qui vivent dans un milieu bien plus vaste et moins physiquement fragmenté que les espèces terrestres. La richesse et la qualité des niveaux trophiques marins est mesurée via l'étude des biomasses par catégorique trophique (du niveau de la production primaire phytoplanctonique à celui des grands prédateurs en passant par les décomposeurs, qui jouent un rôle important, notamment dans les fonds marins et les estuaires et mangrovesOdum W.E, Heald E.J ; The detritus-based food web of an estuarine mangrove community. In Estuarine research Cronin L.E vol. 1 1975pp. 265–286. Eds. New York:Academic Press.) et par l'estimation de l'efficacité des transferts bruts entre euxGolley F.B ; A history of the ecosystem concept in ecology, 1993, New Haven : Yale University Press, transferts qui contribuent aux grands cycles biogéochimiques (cycle de l'azote notammentDeNiro M.J, Epstein S, 1981, Influence of diet on the distribution of nitrogen isotope in animals. Geochim. Cosmochim. Acta. 45, 341–353 (Résumé).), comme aux équilibres prédateurs-proies. Ces éléments sont parfois utilisés comme indice de biodiversitéPauly D. and Watson R., (2005), « Background and interpretation of the ‘Marine Trophic Index’ as a measure of biodiversity », Phil. Trans. R. Soc. B, n°360, pp. 415-423., en accord avec la CDB (Convention sur la diversité biologique). Un constat est que depuis quelques décennies, les niveaux trophiques supérieurs (prédateurs, superprédateurs) s'effondrent au profit d'espèces de petite taille et de niveau inférieur (bactéries) et intermédiaire (méduses, petites poissons…). Ce phénomène est notamment induit par la surpêcheJackson J.B.C, et al. 2001, Historical overfishing and the recent collapse of coastal ecosystems. Science. 293, 629–638. (résumé et article complet)Jennings S, Reynolds J.D, Mills S.C, 1998, Life history correlates of responses to fisheries exploitation. Proc. R. Soc. B. 265, 333–339 (Résumé et article complet)Pauly, D. & Palomares, M.L.; 2005; Fishing down marine food web: it is far more pervasive than we thought. Bull. Mar. Sci. mais est probablement aussi exacerbé par la bioconcentration de polluants dans la chaine alimentaire et on suspecte diverses sources de dérangement (pollution sonore sous-marine, munitions immergées, conditions d'anoxie et de zones marines mortes..).
Outre que la partie profonde de l'océan est bien moins accessible à l'homme que la plupart des écosystèmes émergés, plusieurs différences majeures distinguent aussi l'océan mondial des parties émergées des continents, et expliquent des schémas de biodiversité très différentsDerek P. Tittensor, Camilo Mora, Walter Jetz, Heike K. Lotze, Daniel Ricard, Edward Vanden Berghe & Boris Worm ; Global patterns and predictors of marine biodiversity across taxa ; Nature 466, 1098-1101 (2010/08/26) | doi:10.1038/nature09329 ; reçu 2010/04/11; Accepté 2010/07/08; online 2010/07/28 (Résumé, en anglais): l'Océan couvre environ trois fois plus de surface planétaire que les terres émergées ; la diversification des espèces y est plus ancienne que sur les surfaces émergées ; un grand nombre d'espèces y vivent en suspension dans le milieu aquatique (où se déplacer nécessite moins d'énergie) ; Les grandes barrière physiques difficilement franchissables par la plupart des espèces, sont rares ou inexistantes en mer (il existe cependant quelques mers fermées) ; la salinité est relativement homogène dans la mer, et les milieux y sont apparemment relativement homogènes pour de grandes surfaces ou très grands volumes d'eau (comparativement avec ce qui existe sur les terres émergées) ; Les variations de températures sont fortement tamponnées dans la mer (moindrement sur l'écotone eau/air, qui est par ailleurs fortement soumis à l'irradiation par les UV du soleil) ; le volume habitable pour la vie, et moindrement les surfaces de roche ou sédiments colonisables par la vie sont très supérieurs dans les océans à l'équivalent terrestre (Néanmoins, les zones de haute productivité biologique ne concernent qu'une très petite partie des océans (remontée d'eau, estuaires, plateaux continentaux, eaux plutôt froides et éclairées, sources hydrothermales et fumeurs noirs à grande profondeurGrassle, J.Frédéric. 1986. The ecology of deep-sea hydrothermal vent communities. Adv. Mar. Biol. 23: 301-362.; importance des courants marins comme facteurs écologique et de transports « passif » de larves et propagules, calories et nutriments (courants qui n'ont pas vraiment d'équivalent terrestres) ; importance sur le littoral des phénomènes de marées (le trait de côte est un écotone mouvant, avec une amplitude et un rythme qui n'a pas d'équivalent sur les zones émergées) ; effets de l'insularisation écologique et de la fragmentation écologique ne se manifestent pas de la même manière en mer et sur terre l'importance du volcanisme sous-marin, source directe de nutriments, en particulier le long de la grande dorsale océanique n'a pas d'équivalent direct sur terre ; les impacts des activités humaines (terrestres ou marines) se manifestent très différemment en mer et sur terre (ex : accumulation de déchets plastiques dans les gyres, effets de la surpêche) ; la vie est présente plus en profondeur et avec bien plus de diversité dans l'océan (espèces des grands fonds marins, que sur les continents.
Ceci, et en particulier l'ancienneté de la vie dans les océans explique que la diversité taxinomique et la diversité fonctionnelle (Norse, 1993) y soient particulièrement élevées : La diversité phylétique ou taxinomique (relative à la variation et variabilité des phyla des organismes présents) est élevée, parfois (dans certains groupes) sans qu'il y ait une grande diversité d'espèces. À titre d'exemple 32 des 33 phyla animaux sont présents dans les océans (Norse, 1993), ce qui correspond à une diversité phylétique ou taxinomique très élevée ; La diversité fonctionnelle, qui désigne la diversité induite des espèces regroupées sur la base de fonctions écosystémiques similaires ou proches est également élevée. Des groupes fonctionnels tels que les détritivores, dépositivores ou filtreurs ou les espèces coralligènes n'ont pas ou peu d'équivalents sur les terres émergées, ni même en eau douce, et de nombreuses espèces restent sans doute à découvrir.
Patrons de biodiversité Définitions On appelle « patron » de biodiversité la représentation de la répartition des variations géographiques de la biodiversité. Ces patrons traduisent des variations dans le type des espèces et associations d'espèces, dans la quantité d'individus et la démographie des espèces, et en matière de patrimoine génétique). Les variations passées (cf. paléoclimats, paléoenvironnements) et contemporaines dans le patron de la biodiversité fascinent les naturalistes et écologues, notamment depuis les travaux de Charles Darwin. Ce patron est très différent dans les océans de ce qu'il est sur les terres émergées.
Enjeux