Réponses des communautés planctoniques et du fonctionnement des écosystèmes lacustres aux forçages environnementaux

Plankton community and lake functioning responses under current forcing scenarios

• Auteur / Autrice : Alice Lemoinne
• Direction : Jean-Christophe Clement, Serena Rasconi
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biodiversité, écologie, environnement
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2022
• Etablissement(s) : Chambéry
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Ingénierie Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : CARRTEL - Centre Alpin de Recherche sur les réseaux Trophiques et les Ecosystèmes Limniques

Mots clés

Mots clés libres

Diversité planctonique

Stresses climatiques

Marqueurs trophiques

Approche expérimentale

Plankton diversity

Climate stressors

Trophic biomarkers;

Experimental approach

Résumé

Les scénarios de changement climatique mondial prédisent une augmentation de la variabilité des événements épisodiques ou extrêmes (tels que les inondations et les tempêtes), ce qui entraînera des changements dans les subventions des lacs et exposera les écosystèmes aquatiques aux impulsions et aux transferts de nutriments déséquilibré au sein du réseau trophique aquatique. Les orages turbides peuvent induire des changements dans la clarté de l'eau et affecter le métabolisme lacustre (de l'autotrophie à l'hétérotrophie) et des processus fonctionnels (production, transfert et recyclage). En raison des forçages environnementaux, les organismes vivants subissent un stress physiologique et des voies trophiques altérées, ce qui peut finalement aboutir à des troubles fonctionnels. Malgré les conséquences importantes en jeu, l'impact des phénomènes climatiques extrêmes sur les organismes aquatiques et la rétroaction sur les interactions trophiques et les processus métaboliques restent largement inconnus. Ce projet de doctorat vise à renforcer les connaissances sur la façon dont le forçage climatique (événements extrêmes, régime de précipitations altéré) affecte la diversité de la communauté planctonique et les processus fonctionnels des lacs. L'UMR CARRTEL a initié une recherche sur le mésocosme du lac Léman durant l'été 2019 (projet Mésolac) pour étudier l'effet du climat prévu scénarios sur le fonctionnement de la communauté planctonique. En 2021, un terrain expérimental permanent a été installé, et une deuxième expérience (projet DOMLAC) a été menée en se concentrant sur l'effet des subventions modifiées du lac sur le réseau trophique. Ce travail de thèse mettra en place : 1) une approche synergique incluant des analyses des jeux de données acquis lors de ces précédentes expériences mésocosmes, et 2) une nouvelle expérience prévue en septembre 2022 (projet PARLAC) dans le but spécifique de comprendre l'effet d'un climat lumineux altéré sur le fonctionnement de la communauté planctonique. Nous porterons une attention particulière à l'organisation des réseaux trophiques (diversité et structure des interactions) et aux processus fonctionnels (production et transfert trophique), pour démêler les facteurs de régulation de la quantité et qualité du transfert nutritionnel au sein du réseau trophique aquatique. L'objectif final sera d'élucider comment les écosystèmes lacustres sont confrontés à des perturbations environnementales en termes de fonctionnement, de stabilité et de taux de récupération des écosystèmes.

Global climate change scenarios predict increase in the variability of episodic or extreme events (such as floods and violent storms), which will cause changes in lake subsidies and expose aquatic ecosystems to nutrient pulses and transfer imbalance within aquatic food web. Turbid storms can induce changes in water clarity and affect the lacustrine metabolism(from autotrophy to heterotrophy) and functional processes (production, transfer and recycling). Due to environmental forcing, living organisms undergo physiological stress and altered trophic pathways, which may finally result in functional processes different from the initial conditions. Despite the important consequences involved, the impact of extreme climate events on aquatic organisms and the feedback on trophic interactions and metabolic processes remains largely unknown. This PhD project aims to strengthen knowledge on how climate forcing (extreme events, altered precipitation regime and lake subsidies) affects the plankton community diversity and lake functional processes. The UMR CARRTEL initiated a mesocosm research in Lake Geneva during summer 2019 (Mésolac project) to study the effect of predicted climate scenarios on the plankton community functioning. in 2021, a permanent experimental ground facility was installed, and a second experiment (DOMLAC project) was run focusing on the effect of the altered lake subsidies on the trophic network. This thesis work will set up : 1) a synergistic approach including analyses of datasets acquired during these previous mesocosms experiments, and 2) a new experiment planned in September 2022(PARLAC project) with the specific aim to understand the effect of altered light climate on the plankton community functioning. We will pay special attention to the organisation of the trophic networks (diversity and structure of interactions) and functional processes (production and trophic transfer), to disentangle the regulation factors governing the quantity and quality of nutritional transfer within the aquatic food web. The final objective will be to elucidate how lake ecosystems will face environmental disturbances in terms of ecosystem functioning, stability and recovery rates.