Connectivité trophique entre écosystèmes : rôle des accumulations détritiques subtidales et intertidales issues de l’exportation des laminaires

Trophic subsidy through ecosystems : role and dynamics of intertidal and nearshore subtidal detrital accumulations of kelps (Laminaria hyperborea)

• Auteur / Autrice : Florian de Bettignies
• Direction : Dominique Davoult
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie marine
• Date : Soutenance le 02/12/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de biologie intégrative des modèles marins (Roscoff, Finistère ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Potin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Patrick Dauby, Valérie Stiger-Pouvreau
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Stanislas Dubois, Thierry Thibaut

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie des rivages

Biodégradation

Déchets

Morlaix, Baie de (Finistère)

Île-de-Batz (Finistère)

Laminaires

Mots clés libres

Laminaires

Dégradation

Macrofaune

Réseau trophique

Expériences in situ

Isotopes stables

Kelp

Degradation

Macrofauna

Food-web

Experiments in situ

Stable isotopes

Résumé

Une large part de la production des forêts de laminaires à Laminaria hyperborea est exportée sous forme de macro-détritus. Ces détritus de laminaires transitent vers les environnements côtiers adjacents et peuvent s’accumuler sur différents systèmes benthiques subtidaux ou intertidaux. L’objectif de ce travail de thèse est de caractériser la dynamique des accumulations et de décrire la cinétique de dégradation ainsi que la communauté de macrofaune associée. Un ensemble de prospections et de suivis, réalisés en plongée, a été mené au niveau du secteur Île de Batz-Baie de Morlaix et montre la présence saisonnière d’importantes accumulations de fragments de laminaires pouvant perdurer pendant plusieurs mois. Plusieurs expérimentations ont été menées in situ, et montrent que les fragments de laminaires possèdent une dégradation particulièrement lente comparée aux autres macroalgues brunes. Au cours de la dégradation, les fragments ont la capacité de maintenir plusieurs mois leur photosynthèse et potentiellement leur reproduction. Une communauté abondante de macrofaune (170 espèces identifiées) colonise les tissus et une succession écologique s’opère. L’étude du réseau trophique par l’analyse des isotopes stables (13C et 15N, naturels et enrichis artificiellement) révèle que les fragments de L. hyperborea contribuent significativement au régime alimentaire de l’ensemble des espèces (herbivores, détritivores, omnivores, filtreurs et prédateurs). Les forêts à L. hyperborea jouent ainsi un rôle écologique important pour un grand nombre d’écosystèmes côtiers où les fragments sont exportés et leur aire d’influence sur les milieux côtiers est très probablement sous-estimée.

A high proportion of the kelp Laminaria hyperborea production is not directly consumed by grazers but is exported forests as macro-detritus. These detritus drift across adjacent coastal ecosystems and can accumulate over intertidal and subtidal benthic habitats. The aim of this PhD thesis is to characterize the dynamics of these accumulations and to describe the degradation kinetics and the associated macrofauna community. A combination of scuba diving surveys was carried in the Île de Batz-Baie de Morlaix marine sector and revealed the seasonal presence of large accumulations of kelp fragments that can persist during several months. A set of in situ experimentations showed that kelp fragments degrade slowly compared to other Phaeophyceae species but display a similar kinetics as Posidonia oceanica leaves in the subtidal litters in the Mediterranean Sea. During the degradation process, kelp fragments maintain photosynthesis and respiration functions and are possibly able to maintain their reproduction capacity. Kelp tissues are rapidly colonized by an abundant macrofauna community (170 species reported) and a classical ecological succession occurs. The food-web study, by the stable isotopes analysis (13C and 15N; in natural conditions and with a labelling experiment) reveals that kelps fragments from L. hyperborea significantly contribute to the diet of the whole community, including grazers, detritus feeders, omnivores, filter feeders and predators. Laminaria hyperborea kelp forests play a central ecological role for a wide range of coastal ecosystems where fragments are exported and their area of influence is certainly under-estimated.