Contribution de l'autotrophie par classes de taille et par cellule dans la production primaire lagunaire et oceanique

Size fractionated and cellular autotrophic activity in lagoonal and oceanic primary production

• Auteur / Autrice : Eric Fouilland
• Direction : Chantal Descolas-Gros
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Les variations in situ de la production primaire marine sont abordees dans ce travail a partir du processus responsable de la fixation du co#2 et de sa transformation en carbone organique. Le phytoplancton oceanique fixe le carbone inorganique principalement par l'intermediaire d'une enzyme, la ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (ou rubisco) en utilisant la lumiere comme source d'energie (cycle de calvin-benson). A cette activite autotrophe peut se superposer l'activite des enzymes de -carboxylation (phosphoenolpyruvate carboxylase, phosphoenolpyruvate carboxykinase et pyruvate carboxylase) qui fixent egalement le c inorganique mais en utilisant comme source d'energie des composes organiques. Afin de pouvoir individualiser dans un assemblage phytoplanctonique la fixation du co#2 correspondant au picophytoplancton (cellules d'une taille inferieure a 2m), une filtration differentielle (coupure a 1 ou 2 m) est associee aux mesures d'activite enzymatique (rubisco, -carboxylation), de chlorophylles et a des denombrements cellulaires par cytometrie en flux. Les objectifs de cette association de methodologies sont : - d'une part d'apporter des element de reponses a la question suivante : quelle est la contribution des petites cellules phytoplanctoniques dans l'assimilation du carbone ? - et d'autre part de suivre les variations in situ de l'autotrophie a l'echelle de la cellule picophytoplanctonique, en ramenant la mesure de l'activite autotrophe par cellule et en l'exprimant par unite de biovolume. Ceci nous a permis de comparer nos resultats que le fractionnement ait ete effectue a 1 ou a 2 m. De plus cela pourra permettre de discuter ulterieurement de nos valeurs avec celles qui pourraient etre obtenues sur des cellules de plus grande taille. Des experiences d'enrichissements en differentes sources azotees (ammonium, nitrate, compose organique dissous) ont ete effectuees d'apres des incubations in situ de 24 h du phytoplancton de l'etang de thau. Les resultats obtenus lors des ces experiences d'incubations ont ete confrontes avec des mesures in situ en milieu oceanique provenant d'echantillonnages en mer mediterranee (campagne dynaproc) et dans le secteur indien de l'ocean austral (campagne antares 3 au cours du printemps austral). Il apparait que le role du picophytoplancton dans l'assimilation du co#2 par autotrophie est loin d'etre negligeable. En effet, la contribution du picophytoplancton a l'activite autotrophe totale varie en fonction du milieu echantillonne, avec une contribution de 30-40% (cellules < 1m) en milieu lagunaire eutrophe, de 20% (cellules < 1m) a 60% (cellules < 2m) en mer mediterranee et de 10 a 80% (cellules < 2m) dans le secteur indien de l'ocean austral. D'apres les mesures effectuees dans les differentes etudes presentees, la regulation de l'activite autotrophe du picophytoplancton vis a vis des variations de l'intensite lumineuse semble dependre fortement du taux d'ammonium et de phosphate du milieu. La mesure enzymatique effectuee sur le phytoplancton refleterait les variations in vivo du pool d'enzyme sous la forme activee dans les cellules au moment de l'echantillonnage.