Plasticité phénotypique des huîtres à l'acidification des océans en milieux tempéré et tropical

Phenotypic plasticity of oysters to ocean acidification in temperate and tropical environments

• Auteur / Autrice : Mathieu Lutier
• Direction : Fabrice Pernet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 24/02/2022
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Frédéric Jean
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Pernet, Frédéric Jean, Yannick Gueguen, Sam Dupont, Fanny Noisette, Guy Claireaux, Sylvie Tambutté
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yannick Gueguen, Sam Dupont

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acidification des océans

Écophysiologie

Huîtres

Mots clés libres

Acidification des océans

Huître

Normes de réaction

Plasticité phénotypique

Point de bascule

Ocean acidification

Oyster

Phenotypic plasticity

Reaction norms

Tipping point

Résumé

La plasticité phénotypique est la première ligne de défense des espèces face aux changements globaux, tamponnant leur impact sur la fitness individuelle. Toutefois, cet effet tampon est limité par un point de bascule au-delà duquel les espèces devront s’adapter ou disparaître. Ces points de bascule sont déterminés en modélisant les normes de réaction des traits phénotypiques sur une large gamme de variations environnementales. Cette approche reste anecdotique dans l’étude des effets de l’acidification des océans (AO) sur les organismes marins. En conséquence, les points de bascule restent méconnus chez l’huître creuse et l’huître perlière dont le déclin aurait un impact économique et écologique majeur. Ce travail de thèse établit les premières normes de réaction holistiques, à l’échelle macro-physiologique (taux physiologiques, paramètres de la coquille) et moléculaire (transcriptomique, lipidomique), d’organismes exposés à une vaste gamme de pH en milieux tempéré et tropical. De cette manière, nous avons identifié un seuil de tolérance à pH 7.3-6.9 en dessous duquel la fitness des juvéniles d’huître creuse et d’huître perlière est impactée. Une exposition à court-terme à des pH excédant les points de bascules aura un impact à long-terme sur la fitness de l’huître creuse qui ne peut notamment pas compenser le retard de croissance subi. Le seuil de tolérance à l’AO est déjà atteint aujourd’hui dans le milieu de vie de l’huître creuse lors d’évènements extrêmes d’acidification, qui devraient s’accentuer dans le futur menaçant les populations sauvages et aquacoles. Les conditions actuelles de pH rencontrées par l’huître perlière restent méconnues requérant la mise en place d’un suivi du pH à large échelle afin de pouvoir conclure sur le futur de l’espèce.

Phenotypic plasticity is the first defense of organisms against global changes, buffering their impact on individual fitness. However, this buffering capacity is limited by the tipping point beyond which species will have to adapt or disappear. These tipping points are determined by modeling the reaction norms for phenotypic traits over a wide range of environmental conditions. This approach is used anecdotally to study the impacts of ocean acidification (OA) on marine organisms. Therefore, tipping points remain unknown for the Pacific oyster and the pearl oyster whose population decline would have a great economic an environmental impact. This thesis work establishes the first holistic reactions norms, at macrophysiological (physiological rates, shell parameters) and molecular scales (transcriptomic, lipidomic), in organisms exposed to a wide range of pH in temperate and tropical environments.Thus, we identified a tolerance threshold at pH 7.3-6.9 below which the fitness of Pacific oyster and that of pearl oyster are impacted. Short-term exposure to pH below the tipping points will have a long-term impact on the Pacific oyster which will not be able to compensate for growth stunting. The tolerance threshold to OA is already reached in habitats of the Pacific oyster during extreme acidification events which must increase in the future, threatening natural and farmed populations. The ambient pH conditions encountered by pearl oysters remain unknown, requiring the establishment of large-scale pH monitoring in order to conclude on the future of the species.