Relations trophiques entre producteurs primaires et quatre consommateurs primaires benthiques dans un écosystème côtier tempéré

Trophic relations between primary producers and four primary consumers benthic in a moderate coastal ecosystem

• Auteur / Autrice : Violette Marchais
• Direction : Jacques Clavier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 05/12/2014
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Yves-Marie Paulet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Clavier, Yves-Marie Paulet, James Cloern, Réjean Tremblay, Pascal Riera, Laurent Chauvaud, Jacques Grall
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : James Cloern, Réjean Tremblay

Mots clés

Mots clés contrôlés

Isotopes stables

Chaînes alimentaires

Écologie benthique

Mots clés libres

Réseau trophique

Phytoplancton

Microphytobenthos

Filtreurs benthiques

Brouteur

Isotopes stables

Food web

Phytoplankton

Microphytobenthos

Benthic filters

Grazer

Stable isotopes

Résumé

Dans les zones euphotiques des écosystèmes côtiers, les producteurs primaires se développent à la fois dans l’espace pélagique (colonne d’eau) et benthique (sur ou près du fond). Dans ces écosystèmes, le couplage bentho-pélagique prend une place non négligeable qu’il convient d’étudier. Les consommateurs primaires benthiques en sont des acteurs à travers leur activité alimentaire. La relation trophique entre les différents producteurs primaires et les consommateurs primaires benthiques reste toutefois mal élucidée. Pour apporter des éléments d’informations, cette thèse s’est focalisée dans un premier temps sur la dynamique spatio-temporelle des producteurs primaires au sein de la matière organique particulaire en suspension (MOPS), notamment au niveau de l’interface eau-sédiment. Cette étude a permis de montrer une forte variation saisonnière de ce peuplement algal à toutes les profondeurs, mais également une importante contribution relative des diatomées benthiques dans la MOPS près du fond en hiver. Le second axe de recherche s’est concentré sur la relation trophique entre des consommateurs primaires benthiques (coquille Saint-Jacques, pétoncle noir, moule et ormeau) et les producteurs primaires présents dans la MOPS. L’analyse des isotopes stables dans les tissus mous des pétoncles noirs et des moules a indiqué une prédominance du phytoplancton assimilé et une potentielle contribution du microphytobenthos dans leur régime alimentaire (plus importante pour la moule), notamment en période hivernale et près du fond. Cependant, ces études ont mis en lumière l’effet du métabolisme sur les valeurs isotopiques dans les tissus mous. Un aspect novateur de cette thèse a été d’utiliser les exosquelettes des coquilles Saint-Jacques et des ormeaux pour caractériser leur régime alimentaire dans le milieu naturel, afin de s’affranchir des problèmes liés à l’utilisation des isotopes stables dans les tissus mous. Des études en conditions contrôlées ont validé l’intégration des sources d’alimentation à travers le carbone métabolique dans les carbonates de la coquille Saint-Jacques et la couleur de la coquille pour l’ormeau. Des études complémentaires doivent toutefois être menées. Enfin, une dernière étude s’est focalisée sur la capacité de la coquille Saint-Jacques à mettre en suspension les particules benthiques par leurs mouvements de valves.

In coastal euphotic areas, primary producers grow both in the pelagic (water column) and in the benthic zone (in or near the sediment). In these ecosystems, benthic-pelagic coupling is an important process which must be well described. Benthic primary consumers modify this coupling through their diet. Trophic relationships between primary producers and benthic primary consumers are not thoroughly understood. To gain additional information, this thesis was focused on the spatial and temporal dynamic of primary producers in suspended particulate organic matter (SPOM), especially at water-sediment interface. This study highlighted a seasonal variation of microalgal populations at all depths, and a relative dominance of benthic diatoms in SPOM near sediment and in winter. The second objective of the thesis was focused on the trophic relationships between benthic primary consumers (great scallop, black scallop, mussel and ormer) and primary producers in SPOM. Stable isotope analysis in soft tissues of black scallops and mussels showed a predominance of assimilated phytoplankton and the potential contribution of microphytobenthos in their diet (more important for mussel), especially in winter and near the sediment. However, this study highlighted the impact of metabolism on stable isotopic values of soft tissues. An innovative aspect of this thesis was the use of exoskeleton of great scallops and ormers to characterize their diet in natural environment and thus overcome problems related to the utilization of stable isotopes in soft tissues. Experiments in controlled conditions validated food sources integration through metabolic carbon in carbonates of great scallops and shell color for ormer but complementary studies are required on mollusk shell utilization. The last part of this thesis was focused on the ability of great scallops to achieve resuspension of benthic particles by valve movements.