La réponse de la communauté phytoplanctonique aux changements globaux et leurs effets sur le fonctionnement de l'écosystème avec une attention particulière à Phaeocystis spp, une algue nuisible

The phytoplankton community response(s) to global changes and their effect(s) on ecosystem functioning with a special focus on Phaeocystis spp, a harmful algae

• Auteur / Autrice : Stéphane Karasiewicz
• Direction : Sébastien Lefebvre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géoscience, Ecologie, Paléontologie, Océanographie
• Date : Soutenance le 22/12/2017
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences (LOG)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Compétition (biologie)

Biodiversité

Productivité primaire (biologie)

Séries chronologiques

Analyse multivariée

Niche écologique

Diatomées

Associations végétales

Poussées phytoplanctoniques

Populations

Phytoplancton marin

Mots clés libres

Phaeocystis

Résumé

Les écosystèmes côtiers, interface entre terre et mer, sont soumis au changement climatique ainsi qu’à de fortes pressions anthropiques. Par conséquent, les eaux côtières sont sujettes à eutrophisation. Le phytoplancton demande une attention particulière dû à son rôle de producteur primaire des écosystèmes marins. Récemment, l’efflorescence des algues nuisibles est devenue mondialement, une inquiétude croissante. Le but de la thèse a été de décrire et de mesurer les réponses temporelles et les causalités de la structure de communauté phytoplanctonique sous impact des changements globaux, en présence d’une algue nuisible. Pour ce faire, le concept de niche écologique et une méthode statistique, ont été adaptés. Les "Within Outlying Mean Indexes" ont été proposés pour affiner l’analyse "Outlying Mean Index" en combinant ses propriétés avec la décomposition de la marginalité de l’analyse "K-select". Les dynamiques des sous-niches de la communauté d’espèce ont été étudiées dans des conditions environnementales d’ abondances basses (L) ou fortes (H) de Phaeocystis spp. Le sous-ensemble H était caractérisé par une large niche de Phaeocystis spp. ainsi qu’une forte diversité de diatomées. Dans le sous-ensemble L, Phaeocystis spp. a subit une forte contrainte biologique probablement induite par la compétition des diatomées pour les ressources. La relation diversité-productivité du phytoplancton s’est avérée plus forte à l’échelle saisonnière que sur le long-terme. Le déséquilibre des ressources n’a pas eu de lien direct avec la productivité à long terme. Le succès à long terme de l’espèce invasive et de son impact sur la productivité, est favorisé par une suite d’années froides avec des ressources élevées et déséquilibrées, augmentant le nombre de petites espèces de diatomées et donc son efflorescence. Enfin, je discute des améliorations méthodologiques, du potentiel d’utilisation de l’approche par traits, et d’éventuelles montages expérimentaux pour supporter les résultats de la thèse.

Coastal ecosystems, the interfaces between land and sea, are subject to climate change and high anthropogenic pressure. Consequently, most coastal waters are prone to eutrophication. The phytoplankton require a special attention because of its role of primary producer in marine ecosystems. Recently, Harmful Algae Bloom outbreaks has raised concern worldwide. The thesis aim was to describe and to measure the temporal responses and causalities of the phytoplankton community structure, with the occurrence of a harmful algae, under global changes. To do so, the ecological niche concept and a statistical method were adapted. The Within Outlying Mean Indexes was proposed to refine the Outlying Mean Index analysis by combining its properties with the K-select analysis species marginality decomposition. The subniche dynamics of the species composing the community were studied under environmental conditions hosting low (L) and high (H) Phaeocystis spp. abundance. Subset H was characterized by a large Phaeocystis spp. niche and a high diatom diversity. In subset L, Phaeocystis spp. was subject to great biological constrain suspected to be caused by diatom competition for resources. The phytoplankton diversity productivity was stronger at a seasonal scale than on the long-term. The resource imbalance had no direct link with productivity in the long-term. The long-term invasive species success and its impact on productivity is favored by successive cold years with high resource imbalance which rise the number of small species and its bloom. I finally discussed on the methodological improvements, the potential use of the trait-based approach, and possible experimental set-ups to support the thesis results.