Effets des mousses marines sur les écosystèmes intertidaux rocheux : Application à la pollution par les microplastiques

Effects of marine foams on rocky intertidal ecosystems: application to plastic pollution

• Auteur / Autrice : Solène Cazalis-henry
• Direction : Laurent Seuront, Nicolas Spilmont
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Biologie de l'environnement, des organismes, des populations, écologie - LOG
• Date : Inscription en doctorat le 01/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LOG - Océanologie et Géosciences
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Ecologie Intertidale et Estuarienne - INTEREST

Mots clés

Mots clés libres

Pollution anthropogénique

Plastiques

Écosystèmes intertidaux rocheux

Résilience

Anthropogenic pollution

Plastics

Intertidal rocky ecosystems

Resilience

Résumé

Les écosystèmes côtiers en général et la Manche orientale en particulier sont à la fois caractérisés (i) par une forte pollution par les microplastiques et (ii) par la formation saisonnière de mousses marines qui peuvent atteindre des proportions colossales et être stables pendant plusieurs jours. Si les effets biologiques et écologiques de ces mousses ont été relativement bien étudiés à l'échelle des substrats meubles, leur impact sur les écosystèmes intertidaux rocheux reste à évaluer. Cette question est particulièrement pertinente dans ces écosystèmes à l'échelle des Hauts-de-France car la formation de ces mousses semble être favorisée par une augmentation de la rugosité (ou complexité topographique) du substrat qui hébergent en outre des moulières de valeur économique, culturelle et patrimoniale et représentent des oasis de biodiversité. De plus, ces mousses pourraient retenir les microparticules et microfibres de plastiques contenues dans l'eau de mer (Roveillo et al., 2020) dont la présence pourrait être particulièrement préjudiciable pour des espèces clés comme Littorina littorina (Seuront, 2018) et Mytilus edulis (Seuront et al., 2020). Dans ce cadre, le travail proposé sera pleinement transdisciplinaire, à l'interface entre l'écologie marine et la physique des mousses, et consistera en premier lieu à évaluer les effets de la formation et de la persistance des mousses marines sur la production et le métabolisme de la flore intertidale (en particulier les 3 espèces locales du genre Fucus) et le métabolisme et le comportement de la faune intertidale (une attention toute particulière sera apportée à des espèces clés comme L. littorea et M. edulis), puis d'estimer la quantité de microfibres et microparticules de plastiques présentes dans la mousse lorsqu'elle se forme naturellement et de recréer au laboratoire des mousses aux propriétés contrôlées et d'évaluer leur potentiel à « nettoyer » nos côtes de la pollution par les microplastiques, et de fait de diminuer leur impact sur la flore et la faune intertidale.

Coastal ecosystems in general, and in the eastern English Channel in particular, are (i) heavily impacted by plastic pollution and (ii) by the recurrent formation of marine foam that can be considerable and persist for up to several days. The biological and ecological consequences of these foam formation have been relatively well studied in the context of their impact on the structure and function of intertidal soft sediment ecosystems. The assessment of their potential impact on intertidal rocky shores are, however, still critically lacking. This question is of prime importance along the coasts of the Hauts-de-France State where foam formation seems to be favoured by an increase in the substrate topographic topography, which is noticeably host of mussel beds of economic, cultural and patrimonial value and are typically considered as oasis of biodiversity. In addition, due to their physical properties, marine foams are likely to capture the plastic microparticles and fibers present in the bulk phase seawater (Roveillo et al., 2020), which typically impair the behaviour of key species such as Littorina litterer (Seuront, 2018) and Mytilus edulis (Seuront et al., 2020). In this context, this project will noticeably be fully transdisciplinary (i.e., at the interface between marine ecology and the physics of foam), and will first aim at assessing the effects of foam formation and persistence on the production and metabolism of intertidal flora (in particular the three local species of Fucus) and the metabolism and bevavioural traits of intertidal fauna (in particular the keystone species L. littorea and M. edulis). Subsequently, a great deal of attention will be given to the assessment of the quality (i.e. fragments vs. fibers, polymer type) and quantity of plastic items captured by natural foam formation before generating under laboratory-controlled conditions artificial foams of known properties which will be ultimately used to infer the potential of foam formation to depollute seawater from the plastic items.