Plasticité phénotypique des huîtres face à l'acidification et au réchauffement des océans sous différentes contraintes environnementales

Phenotypic plasticity of oysters to ocean acidification and warming under different environmental conditions

• Auteur / Autrice : Coline Caillon
• Direction : Fabrice Pernet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 15/11/2023
• 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 : Sabine Roussel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabrice Pernet, Sabine Roussel, Christine Dupuy, Piero Calosi, Marie Vagner, Steeve Comeau
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christine Dupuy, Piero Calosi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Adaptation (biologie)

Changements climatiques

Huître plate

Crassostrea gigas

Mots clés libres

Aquaculture

Changement global

Mollusques

Multi-stress

Norme de réaction

Physiologie

Aquaculture

Global change

Mollusks

Multi-stress

Reaction norm

Physiology

Résumé

Le changement global expose les populations de bivalves des écosystèmes côtiers à une combinaison de différents facteurs de stress (par exemple, le réchauffement, l’acidification des océans, les changements nutritionnels du phytoplancton, les épidémies marines), menaçant la durabilité de leurs services écosystémiques et de la conchyliculture. L’objectif de cette thèse est d’apporter de nouveaux éléments de compréhension dans la réponse et la capacité plastique des bivalves aux changements environnementaux, en adoptant une approche multi-méthodes via la norme de réaction et l’exposition multi-stress. Dans nos expériences en laboratoire, nous nous sommes concentrés sur deux espèces tempérées différentes : l’huître creuse du Pacifique Crassostrea gigas intertidale et l’huître plate européenne Ostrea edulis subtidal. Nous avons étudié les réponses physiologiques, des traits macro-physiologiques aux traits biochimiques, ce qui est important pour comprendre les compromis physiologiques se mettant en place face aux stress environnementaux. Cette recherche souligne la remarquable plasticité phénotypique et le potentiel d'acclimatation des bivalves au réchauffement et à l’acidification des océans. Néanmoins, la disponibilité et la qualité du phytoplancton modulent de manière significative les réponses phénotypiques des huîtres au réchauffement et à l’acidification, complexifiant les prévisions. De plus, ces facteurs nutritionnels influencent aussi la survie des huîtres face aux agents pathogènes viraux. D’un point de vue écosystémique, cette résilience apparente aux changements environnementaux pourrait être renversée à plus long-terme à cause de potentiels déséquilibres trophiques. En résumé, ce travail offre des indications précieuses pour la réalisation d'expériences sur le changement global pouvant être extrapolées aux systèmes naturels, et améliore notre compréhension du devenir des populations d'huîtres dans un océan en évolution rapide.

Global change exposes bivalve populations in coastal ecosystems to a combination of different stressors (e.g., warming, ocean acidification, nutritional changes in phytoplankton, marine outbreaks), threatening the sustainability of their ecosystem services and the shellfish aquaculture. The aim of this thesis is to provide new insights into the response and plastic capacity of bivalves to environmental changes by adopting a multi-method approach via reaction norm and multi-stress exposure. In our experiments, we focused on two different temperate species: the intertidal Pacific oyster Crassostrea gigas and the subtidal European flat oyster Ostrea edulis. We investigated the physiological responses, from macro-physiological to biochemical traits, which is important for understanding the physiological trade-offs that occur against environmental stressors. This research underscores the remarkable phenotypic plasticity and acclimation potential in bivalves to ocean acidification and warming. Nevertheless, the availability and quality of phytoplankton diet significantly modulate the phenotypic responses of oysters to warming and acidification, making predictions more complex. In addition, these nutritional factors also influence oyster survival in the presence of viral pathogens. From an ecosystem point of view, this apparent resilience to environmental changes could be reversed in the longer term due to potential trophic mismatches. In summary, this work offers valuable insights for designing global change experiments that can be extrapolated to natural systems, and improves our understanding of the fate of oyster populations in a rapidly changing ocean.