Influence de la structure des réseaux trophiques lacustres et des apports de matière organique sur la composition biochimique des compartiments biotiques et sur la biodégradabilité de la matière organique sédimentée

Influence of lacustrine food-web structure and organic matter imputs on the biochemical composition of pelagic compartments and on the biodegradability of sedimented organic matter

• Auteur / Autrice : Loïc Harrault
• Direction : Béatrice Allard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biogéochimie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chaînes alimentaires

Biodégradation

Matière organique

Mots clés libres

Biomarqueurs lipidiques

Stœchiométrie écologique

Résumé

Les cycles du carbone et des nutriments des lacs sont en partie contrôlés par la sédimentation, les apports de matières terrestres, les réseaux trophiques et les interactions entre ces compartiments et processus. Les sédiments et les matières terrestres sont des sources de matière organique et de nutriments pour les écosystèmes aquatiques qui peuvent avoir un effet ascendant sur les communautés pélagiques. Les prédateurs de sommets de chaînes exercent quant à eux un contrôle descendant sur le cycle des nutriments aquatiques et sur le processus de sédimentation, via la modification des transferts de matière au sein des réseaux trophiques. Cette étude a permis de montrer que la structure du réseau trophique, en modifiant le contrôle des producteurs primaires par leurs consommateurs, influe sur les compositions élémentaire et biochimique (acides carboxyliques polyinsaturés, stérols, dérivés de la chlorophylle, protéines et sucres) de la matière organique qui sédimente et sur sa biodégradabilité. Cette modification de biodégradabilité influence en retour les biomasses du seston, du zooplancton, ou des poissons. Les matières organiques d’origines différentes (autochtone et allochtone) étudiées ont des effets contrastés sur les compositions élémentaires du seston, du zooplancton et des sédiments récemment déposés, mais très peu d’impact sur la composition des biomarqueurs lipidiques de ces compartiments. Les effets ascendants sur la structure des réseaux trophiques pélagiques des apports de matière organique sous forme de sédiment ou de terre se sont avérés assez mineurs comparés à ceux induits par la modification de la structure des réseaux trophiques aquatiques.

Within lakes, carbon and nutrient cycles are partly controlled by sedimentation, allochthonous inputs, food-web structure and interactions between these compartments and/or processes. As sources of organic matter and nutrients for aquatic ecosystems, sediments and terrestrial materials can exert a bottom-up forcing on pelagic communities. Top-predators control carbon and nutrient transfers within aquatic food webs, which changes the sedimentation process and nutrient cycles. This study showed that the indirect control exerted by predators on primary producers changed the stoichiometry and the biochemical composition (polyunsaturated fatty acids, sterols, chlorophyll degradation products, proteins and sugars), and the biodegradability of recently sedimented organic matter through a trophic cascade. These modifications of sediment biodegradability led to a bottom-up forcing on seston, zooplankton and fish biomass. Autochthonous and allochthonous organic matters used in this study had contrasted effects on the stoichiometry of seston, zooplankton and recently deposited sediment but weak effects on their composition of lipid biomarkers. Finally, bottom-up effects induced by organic matter inputs, as sediment or soil, on pelagic compartments seemed minor compared to the top-down effects induced by the trophic cascade.