Patterns among micronekton communities in relation to the environmental conditions at two shalow seamounts in the south-western Indian Ocean

Structures des communautés micronectoniques en relation avec les conditions environnementales à deux monts sous-marins peu profonds du sud-ouest de l'Océan Indien

• Auteur / Autrice : Pavanee Annasawmy
• Direction : Francis Marsac, Colin Attwood
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Mer
• Date : Soutenance le 24/09/2019
• Etablissement(s) : Montpellier en cotutelle avec University of Cape Town. Department of Biological Sciences
• Ecole(s) doctorale(s) : GAIA (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité Mixte de Recherche CNRS-IFREMER-IRD-UM 9190 MARBEC Marine Biodiversity, Exploitation and Conservation Université de Montpellier
• Jury : Président / Présidente : Catherine Aliaume
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Francis Marsac, Colin Attwood, Catherine Aliaume, Patrice Brehmer, Christophe Menkes, Coleen Moloney, Christophe Guinet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Patrice Brehmer, Christophe Menkes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acoustique sous-marine

Monts sous-marins

Indien, Océan (sud-ouest)

Zooplancton marin

Mots clés libres

Interaction trophique

Mont sous-marins

Diversité pélagique

Océan Indien

Micronecton

Trophic interactions

Seamounts

Pelagic diversity

Indian Ocean

Micronecton

Résumé

Les monts sous-marins sont des relevés topographiques omniprésents au sein de tous les bassins océaniques. Ils s’élèvent dans la colonne d’eau à partir des profondeurs abyssales. Selon leur taille, leur forme et la profondeur de leur sommet, les monts sous-marins auraient un impact sur les processus physiques susceptibles de favoriser l'agrégation du zooplancton, du micronecton et des prédateurs supérieurs au-dessus ou à proximité immédiate de leur sommet. Le micronecton forme un lien trophique clé entre le zooplancton et les prédateurs marins supérieurs et se compose de quatre grands groupes: plancton gélatineux, crustacés, céphalopodes et poissons mésopélagiques. La distribution verticale et horizontale, les assemblages et les relations trophiques du micronecton ont été étudiés sur deux monts sous-marins peu profonds du sud-ouest de l'océan Indien. Le mont sous-marin La Pérouse est un relevé topographique abrupt qui s'élève à partir d'un fond marin profond situé à 5000 m et dont la profondeur du sommet est d'environ 60 m sous la surface de la mer. Ce mont est situé au nord-ouest de la province oligotrophe "ISSG". Le mont sous-marin MAD-Ridge ("ainsi appelé dans cette étude"), est situé dans un "corridor de tourbillons" au sud de Madagascar dans la province "EAFR". Le Chapitre 4 examine l'influence des tourbillons méso-échelle, du plateau continental de Madagascar et des monts sous-marins peu profonds sur la distribution du micronecton en utilisant une approche acoustique. Il est démontré que les tourbillons méso-échelle et le plateau continental Malgache peuvent présenter des densités acoustiques de micronecton supérieures à celles du mont sous-marin MAD-Ridge. Les densités acoustiques du micronecton sont également plus élevées à MAD-Ridge qu’à La Pérouse, conformément aux différences de productivité existant entre les deux sites. Le Chapitre 5 est consacré aux assemblages de micronecton et aux schémas de migrations nycthémérales des communautés de micronecton. Il est démontré que la couche de diffusion peu profonde (0-200 m) est constituée d'espèces micronectoniques océaniques alors que les sommets et les flancs de La Pérouse et de MAD-Ridge présentent des espèces résidentes ou associées à ces monts sous-marins de jour comme de nuit. Les différentes stratégies de migration du micronecton sont également discutées. Le Chapitre 6 porte sur les interactions trophiques des communautés mésopélagiques de La Pérouse et de MAD-Ridge. Malgré les différences de productivité entre La Pérouse et MAD-Ridge, les organismes gélatineux, les crustacés, les céphalopodes de petite taille et les poissons mésopélagiques montrent des niveaux trophiques allant 2 à 4 aux deux monts sous-marins. Cette thèse met l’accent sur les importantes lacunes dans les connaissances et elle souligne également l'importance des études sur les écosystèmes des monts sous-marins du sud-ouest de l'océan Indien afin de promouvoir des mesures de gestion et de conservation pour une utilisation durable de ces environnements si particuliers.

Seamounts are ubiquitous topographic features across all ocean basins. They rise steeply through the water column from abyssal depths. Depending on their size, shape and summit depths, seamounts reportedly have an impact on the physical flow regimes which may promote the aggregation of zooplankton, micronekton, and top predators above or in the immediate vicinity of their summits. Micronekton form a key trophic link between zooplankton and top marine predators and are divided into four broad categories: gelatinous plankton, crustaceans, cephalopods and mesopelagic fishes. The vertical and horizontal distributions, assemblages and trophic relationships of micronekton were investigated at two shallow seamounts of the south-western Indian Ocean. La Pérouse seamount is a steep bathymetric feature rising from a deep seabed located at 5000 m and with a summit depth at ~ 60 m below the sea surface. The seamount is located at the north-western periphery of the oligotrophic Indian South Subtropical Gyre province. MAD-Ridge seamount (“thus called in this study”), is ~ 240 m below the sea surface rising from a base located at ~2400 m. The seamount is located within an “eddy corridor” to the south of Madagascar within the productive East African Coastal Province. Chapter 4 investigates the influence of mesoscale eddies, Madagascar shelf and shallow seamounts on the distribution of micronekton using an acoustic approach. It is demonstrated that mesoscale eddies and the continental shelf may show enhanced acoustic densities of micronekton compared to MAD-Ridge seamount. The micronekton acoustic densities were also greater at MAD-Ridge compared to La Pérouse, in accordance with the difference in productivity between the two sites. Chapter 5 is dedicated to the micronekton assemblages and diel migration patterns of micronekton communities. It is shown that, while the shallow scattering layer (0-200 m) consisted of oceanic micronekton species; the summits and flanks of La Pérouse and MAD-Ridge showed presence of resident or seamount-associated species both during the day and night. I also discussed the different migration strategies of micronekton. Chapter 6 investigates the stable isotope patterns of mesopelagic communities at La Pérouse and MAD-Ridge. Despite the differing productivity at La Pérouse and MAD-Ridge, gelatinous organisms, crustaceans, smaller-sized squids and mesopelagic fishes exhibited trophic levels ranging from 2 to 4 at both seamounts. This thesis highlights important knowledge gaps on seamount ecosystems and ecological patterns associated to shallow seamounts. It also underlines the importance of studying seamount ecosystems of the south-western Indian Ocean in order to promote management and conservation measures for a sustainable use of such specific environments.