Diversité taxinomique et fonctionnelle des habitats benthiques dans l'espace et dans le temps : une perspective régionale et décennale

Taxonomic and functional diversity of benthic habitats : variability and drivers from a regional and decadal

• Auteur / Autrice : Aurélien Boyé
• Direction : Frédéric Jean, Pierre Legendre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecologie marine
• Date : Soutenance le 19/12/2018
• Etablissement(s) : Brest en cotutelle avec Université de Montréal (1978-....)
• 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 : Antoine Grémare
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Jean, Pierre Legendre, Antoine Grémare, Judi Hewitt, Olivier Gauthier, Anik Brind'Amour, Timothée Poisot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Antoine Grémare, Judi Hewitt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Écologie benthique

Mots clés libres

Suivis biologiques

Écologie numérique

Habitats biogéniques

Diversité β

Traits biologiques

Trajectoire des communautés

Échelles d’observation

Homogénéisation biotique

Conservation

REBENT

Monitoring

Numerical ecology

Biogenic habitats

Β diversity

Trait-based approach

Community trajectory

Scales

Biotic homogenization

Conservation

REBENT

Résumé

Ce travail de thèse s’appuie sur les données d’un suivi à long-terme mené à une échelle régionale pour mieux appréhender les facteurs gouvernant la diversité des fonds marins côtiers. En considérant de multiples échelles spatiales et temporelles ainsi que différentes facettes de la diversité de ces communautés, l’objectif principal a été de fournir des connaissances permettant de mieux prédire les potentielles réponses des communautés benthiques face aux changements environnementaux à venir. Cette thèse s’inscrit en particulier dans un contexte de la menace de l’homogénéisation des fonds marins et de la disparition à large échelle des habitats biogéniques, réservoirs de biodiversité formés par des espèces fondatrices. La comparaison de deux de ces habitats, les herbiers de Zostères intertidaux et les bancs de mäerl subtidaux, à des sédiments dépourvus d’espèces fondatrices a mis en évidence le rôle fondamental de ces habitats biogéniques dans le maintien de la diversité et du fonctionnement des fonds marins à long-terme. Ils contrôlent profondément les dynamiques temporelles des communautés et leurs capacités de réponse aux variations des conditions environnementales, assurent une plus grande stabilité des structures spatiales des communautés à une échelle régionale. Ils semblent par-là essentiels au maintien à long-terme des fonctions écologiques auxquelles contribuent les espèces benthiques. Cependant, ce travail montre que ces espèces fondatrices opèrent selon des mécanismes différents et que les implications en terme de vulnérabilité des communautés sont donc aussi différentes. Cette étude montre enfin qu’au sein d’un habitat donné, la richesse locale des communautés est relativement stable dans l’espace et le temps et met en évidence le besoin de caractériser les variations de compositions de communautés pour guider les actions de conservations à larges échelles. À ce titre, et à l’échelle régionale, les variations de composition contribuent à une richesse taxinomique et fonctionnelle dans les sédiments dépourvus d’espèces fondatrices aussi importante que dans les habitats biogéniques.Ce résultat impose de réévaluer la valeur de conservation qui pourrait leur être attribué de part leur richesse locale limitée. Les suivis à grandes échelles spatiales et temporelles sont dans ce contexte essentiels pour fournir un lien entre les connaissances empiriques et théoriques existantes à des échelles locales, et les échelles supérieures auxquelles s’intéressent les politiques de conservation.

This thesis takes advantage of long-term monitoring data covering a regional scale to better apprehend the maindrivers of the diversity of coastal seafloors. Through consideration of multiple spatial and temporal scales and different facets o fcommunity diversity, the main objective of this work was to provide a better predictive understanding of the responses of benthic communities to environmental changes. In particular, this thesis addressed the potential consequences of the on-going homogenisation of the seafloor and the global loss of biogenic habitats, havens of diversity made by foundation species. Through comparison of two such habitats, intertidal seagrass meadows and subtidal maerl beds, with bare sediment devoid of foundationspecies, this thesis has highlighted the key role of biogenicstructures for long-term maintenance of the diversity andfunctioning of benthic communities. Indeed, these habitats mediate the dynamics and responses of benthic communities to environmental conditions, ensure a greater stability of their spatial structures at regional scale, and appeared essential for the long-term maintenance of the ecological functions benthic invertebrates are associated with. This work also highlighted that foundation species may affect benthic communities through different mechanisms, and that has implications on the structure and vulnerability of these communities. Lastly, this the sisemphasized a strong spatial and temporal stability of community richness despite important underlying changes in composition and there by stressed the need to better characterise these compositional variations to guide conservation. These variations contributed, for instance, to an unexpectedly high taxonomic and functional richness of bare sediment at regional scale,similar to those of biogenic habitats, despite being locally depauperate. Overall, broad-scale monitoring programs are fundamental assets to bridge local empirical and theoretical ecological knowledge to the broader scales at which society manage and benefits from natural ecosystems.