Rôle de l'espèce ingénieure Upogebia pusilla dans le fonctionnement biogéochimique des écosystèmes intertidaux à herbier (Zostera noltei) du bassin d'Arcachon

Role of the engineer species Upogebia pusilla in the biogeochemical functioning of intertidal seagrass (Zostera noltei) ecosystems in Arcachon bay

• Auteur / Autrice : Ludovic Pascal
• Direction : Antoine Grémare, Olivier Maire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biogéochimie et écosystèmes
• Date : Soutenance le 19/04/2017
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Garabétian
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Garabétian, Laurent Chauvaud, Christian Grenz, Francesca Rossi, Philippe Archambault, Bruno Deflandre, Xavier de Montaudouin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Laurent Chauvaud, Christian Grenz

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biogéochimie

Dynamique hydro-sédimentaire

Bioturbation

Zostera noltei

Écologie de la zone intertidale

Arcachon, Bassin d' (France)

Écologie

Upogebia pusilla

Mots clés libres

Bioturbation

Remaniement sédimentaire

Bioirrigation

Flux benthiques

Comportement

Parasitisme

Saisonnalité

Analyse d’image

Bioturbation

Sediment reworking

Bioirrigation

Benthic fluxes

Behaviour

Parasitism

Seasonality

Image analysis

Résumé

Dans le bassin d’Arcachon, le crustacé thalassinidé Upogebia pusilla habite préférentiellement les vasières intertidales colonisées par les zostères naines (Zostera noltei) où il trouve la stabilité sédimentaire indispensable à l’établissement durable de son terrier. Du fait de la profondeur de ce dernier (> 30 cm) et de sa grande mobilité, cette espèce ingénieure a souvent été négligée dans les études antérieures ayant pour objectif de mieux comprendre le rôle des communautés macro-benthiques dans le fonctionnement des herbiers de phanérogames et les conséquences de leur régression rapide. Ce manuscrit présente une étude intégrée du rôle d’U. pusilla dans le fonctionnement de son écosystème en s’attachant particulièrement à caractériser et quantifier les relations entre (1) ses différentes activités (fouissage, ventilation, locomotion, …), (2) les modes de bioturbation qui en résultent et (3)leurs impacts respectifs sur la dynamique biogéochimique sédimentaire. Ce travail montre qu’U. pusilla engendre un remaniement et une bioirrigation intenses de la matrice sédimentaire qui l’entoure. Sa présence stimule ainsi fortement la reminéralisation de la matière organique sédimentée et les échanges de solutés à travers l’interface eau-sédiment.Bien que l’influence d’U. pusilla sur ces processus écologiques et biogéochimiques soit très dépendante des conditions environnementales (e.g., saisonnalité, prévalence parasitaire),l’ensemble de mes résultats suggère que le déclin progressif de ses populations, conséquence directe de la dégradation de son habitat, est susceptible de fortement altérer le fonctionnement global des écosystèmes du bassin d’Arcachon.

In Arcachon bay, the endobenthic thalassinid crustacean Upogebia pusilla is tightly associated with the intertidal dwarf grass Zostera noltei providing the sediment stability required for the construction of (semi-)permanent burrows. Because of the depth and complex architecture of their burrow (> 30 cm), this high mobile engineer species have been largely ignored in previous studies aiming at better understanding the role of macrobenthic communities in the functioning of seagrass ecosystems and the consequences of their rapid decline. This manuscript presents an integrated study regarding the role played by U. pusillain the functioning of its ecosystem, with particular emphasis on the characterisation and quantification of the relationships between (1) its different activities (burrowing, ventilating,walking…), (2) both bioturbation modes and rates and (3) their respective impacts on the sedimentary biogeochemical dynamics. This work shows that mud shrimp activity leads tohigh mixing and bioirrigation of the surrounding sediment matrix, thus strongly enhancing organic matter mineralisation processes and solute exchanges across the sediment-water interface. Although the influence of U. pusilla on ecological and biogeochemical processes largely depends on environmental conditions (e.g., seasonality and parasitism), altogether my results suggest that the gradual decline of its population in Arcachon bay, as a direct consequence of benthic habitat degradation, may greatly alter the overall functioning of this vulnerable marine ecosystem.