Ecologie des communautés zooplanctoniques au sein de deux écosystèmes littoraux méditerranéens

Le zooplancton tient une place centrale au sein de la chaîne trophique marine puisqu’il est à la fois consommateur, prédateur et proie. Il représente ainsi le maillon indispensable dans les réseaux trophiques et les transferts d’énergie au sein des écosystèmes aquatiques. Il joue un rôle majeur non seulement dans le transfert de la matière vers les échelons supérieurs de la chaîne marine mais également dans les flux biogéochimiques des éléments (Banse, 1995). Plusieurs catégories peuvent être définies selon la taille des organismes (microzooplancton < 200 µm, mésozooplancton 0,2 – 20 mm et le macrozooplancton > 20 mm) et leur position dans la colonne d’eau (épiplancton : couches superficielles, mésoplancton : couches intermédiaires et bathyplancton : couches profondes). Topographiquement, il y a des espèces néritiques ou plancton côtiers et selon le cycle biologique : holoplancton et méroplancton qui sont caractérisés comme des organismes planctoniques durant toute leur vie ou une partie de leur vie parmi le plancton, respectivement (Bougis 1976, Larink & Westheide, 2011).

De nombreuses études ont montré que les populations et les communautés de zooplancton ont changé de manière significative au cours de ces dernières décennies en raison de facteurs environnementaux liés aux activités humaines et au changement climatique. Ces travaux mettent en évidence que le zooplancton peut être utilisé comme indicateur de l’impact de ces changements au niveau planétaire (Beaugrand et al., 2002). Il est maintenant admis comme outil essentiel de mesure de ces changements et d’analyse de l’évolution des zones côtières et des écosystèmes marins pélagiques (Beaugrand & Reid, 2003; Richardson & Shoeman, 2004; Beaugrand, 2005;. Hays et al., 2005; Laveniegos & Ohman, 2007; Garcia Comas et al., 2011; Karsenti et al., 2011; Berline et al., 2012). Comprendre les processus écologiques, climatiques et physiques agissant sur la dynamique des populations planctoniques est essentiel pour comprendre comment les différents facteurs du changement climatique affectent cet écosystème (Tang et al., 1998).

Bien que les études de séries temporelles sur le plancton soient difficiles à mettre en place et à suivre (Valdes et al., 2007), elles représentent un outil déterminant pour comprendre la structure, le fonctionnement et l’évolution des systèmes plancton liés aux facteurs environnementaux, aux perturbations anthropiques et au changement climatique. En mer Méditerranée, très peu d’études sur la variation à long terme ont été menées en raison de la rareté des séries chronologiques à long terme (Mazzocchi et al., 2007; Vandromme et al., 2011), contrairement à l’Atlantique (Licandro et al., 2001; Beaugrand et al., 2002; Davidet al., 2005; Valdes et al., 2007) et à l’Océan Pacifique (Lavaniegos & Ohman, 2007). Globalement, bien que certains facteurs semblent directement responsables des changements du zooplancton, ces études ont conclu à des interactions complexes entre de nombreux facteurs pour expliquer ces changements. Berline et al., (2012) n’ont pas mis en évidence de corrélation significative entre les indices climatiques, la température locale et l’abondance du zooplancton; ils ont suggéré que les facteurs locaux climatiques et anthropiques étaient dominants. Vandromme et al., (2011) ont indiqué que durant onze années d’observation, aucun lien clair n’a été observé avec le NAO.

Caractéristiques des écosystèmes

La Rade de Toulon (France, Méditerranée Nord Occidentale) est un lieu d’étude privilégié pour les expérimentations de terrain car elle comprend deux parties distinctes et représentatives de bien des situations que l’on peut rencontrer en Méditerranée. En effet, elle est divisée en deux écosystèmes adjacents, la Petite Rade et la Grande Rade qui sont voisines et sont donc soumises aux mêmes conditions climatiques et météorologiques. Elles diffèrent par leurs caractéristiques morphométriques et par la pression anthropique qu’elles subissent. La Petite Rade est un système semi-fermé, affecté par des activités humaines incluant le trafic maritime – marine militaire, transports de voyageurs, bateaux de plaisance – et une activité industrielle très développée. A l’inverse, la Grande Rade est ouverte sur le large et moins affectée par les impacts anthropiques (Jamet et al., 2001, 2005 ; Tessier et al., 2011 ; Jean 2002). Les études précédemment effectuées sur ces rades ont apporté des éléments essentiels sur l’écologie de ces deux rades et notamment sur la structure et le fonctionnement des communautés planctoniques. Plusieurs suivis annuels de ces communautés, effectués simultanément dans les deux rades, ont mis en évidence des évolutions annuelles et des densités significativement différentes entre les rades, la Petite Rade ayant les densités planctoniques les plus importantes et la biodiversité la plus faible (Jamet & Ferec-Corbel, 1996; Jamet et al., 2001; Jamet et al., 2005, Rossi, 2008; Lespilette, 2009; Rossi & Jamet, 2009). De nombreuses études méditerranéennes rapportent le taxon des Copépodes comme le plus abondant dans le zooplancton (Fernandez De Puelles et al., 2007; Gaudy et al., 2003; Riandey et al., 2005; Yilmaz & Besiktepe, 2010). L’analyse taxonomique du zooplancton a mis en évidence une prédominance d’Oithona nana dans la Petite Rade (Jamet & Ferec-Corbel, 1996; Rossi, 2008; Rossi & Jamet, 2009). Dans la Grande Rade (GR), les Calanoïdes étaient les principaux contributeurs en termes de biomasse de Copépodes mais les Cyclopoïdes étaient plus nombreux. De nombreuses études ont indiqué que l’assemblage de Calanoïdes Paracalanus/Clausocalanus est en général le plus abondant en Méditerranée, suivie des Cyclopoida Oithona spp., Oncaea spp. ou Corycaeus spp. (Fernandez de Puelles et al., 2007; Gaudyet al., 2003; Riandey et al., 2005). Cela n’a pas été observé dans la baie de Toulon, et selon Jamet et Ferec-Corbel (1996) lors d’une première étude dans la Grande Rade Microsetella norvegica était une espèce relativement abondante. Toutefois, la biomasse dominante des Calanoïdes mesurée dans la GR pourrait mettre en évidence que la structure zooplanctonique de la GR est plus proche des autres régions méditerranéennes que celle de la PR (Rossi, 2008). Richard & Jamet (2001) ont réalisé une étude de la distribution d’Oithona nana selon un transect de la PR à la GR et ils ont mis en évidence qu’O. nana était significativement plus importante dans la Petite Rade que dans la Grande Rade. D’autres études, à travers lesquelles ont été abordés des sujets tels que l’activité phosphatasique du zooplancton (Bogé et al., 2002; Jean, 2002; Jean et al., 2003; Bogé et al., 2006; Lespilette et al., 2007) et la production de DMSP (DiMethylSulfonioPropionate) par le phytoplancton (i. e. Despiau et al., 2002; Jean, 2002; Jean et al., 2005), écologie des communautés planctoniques et de métaux lourds (Rossi, 2008; Rossi & Jamet, 2008) ont indirectement permis un suivi régulier des communautés planctoniques notamment dans la Petite Rade de Toulon. Ces différentes études ont ainsi permis de caractériser ces rades, démontrant un fonctionnement écologique différent.

Généralités sur le Plancton 

Le plancton, du grec plagktos signifiant errant, se définit par “l’ensemble des organismes pélagiques susceptibles d’être entraînés par le déplacement des eaux” (Bougis, 1974). Les organismes planctoniques peuvent être regroupés selon leur taille, leur nature, les caractéristiques biologiques de leur cycle de développement, leur répartition verticale sur la colonne d’eau ou le type d’environnement qu’ils peuplent. Le zooplancton marin regroupe une grande diversité de Phyla d’organismes unicellulaires (Protozoa, Actinopoda, Retaria, Cercozoa et Ciliophora) et pluricellulaires (Cnidaria, Ctenophora, Rotifera, Platyhelminthes, Nemertea, Annelida, Mollusca, Arthropoda, Chaetognatha et Chordata). Cette diversité de tailles et d’espèces occupe toutes les niches écologiques (Nowaczik, 2011), ce qui explique en partie la diversité fonctionnelle que l’on retrouve au sein du zooplancton. Les Copépodes sont de petits Crustacés dont les adultes ne mesurent le plus souvent qu’un ou deux millimètres (les espèces les plus petites mesurent environ 0,2 mm et les plus grandes environ 10 mm). Le terme de Copépode est issu de deux racines grecques : kope qui signifie rame et podos qui signifie pied. Le nom de ces animaux fait ainsi référence à leurs pattes en forme de rames (Rossi, 2008). Les Copépodes sont l’une des principales composantes du zooplancton. Ils représentent rarement moins de 60 % et parfois plus de 80 % de la biomasse zooplanctonique (Garner & Szabo 1982; Schutze & Ramos 1999). On trouve également des Copépodes vivant sur le fond ou à l’intérieur même des sédiments. On parle alors de Copépodes benthiques que l’on oppose aux Copépodes pélagiques du zooplancton. Enfin, il existe des espèces parasites d’animaux. Dans ce dernier cas, leur corps a souvent subi d’importantes modifications, au point que seule la larve permet de reconnaître le parasite comme un Copépode. Les Copépodes appartiennent à la classe des Crustacés qui constitue elle-même une subdivision de l’embranchement (ou phylum) des Arthropodes. Il s’agit de Crustacés primitifs et ils étaient à ce titre autrefois classés parmi les entomostracés que l’on opposait aux Malacostracés, plus évolués. Les Copépodes forment un groupe extrêmement diversifié. On y distingue 10 ordres (cf. schéma évolutif de Huys& Boxshall, 1991) (Fig. 1), qui coïncide au schéma phylogénétique de Ho (1990). Ils totalisant environ 210 familles, 2400 genres et plus de 14000 espèces dont plus de 10000 sont marines.

Changements climatiques 

À notre connaissance, il n’existe pas une seule définition permettant de cibler précisément la notion de changement climatique. Plusieurs définitions ont été rapportées au cours de ces dernières décennies. « De manière générale, un changement climatique correspond à une modification durable (de la décennie au million d’an nées) des paramètres statistiques (paramètres moyens, variabilité) du climat global de la Terre ou de ses divers climats régionaux. Ces changements peuvent être dus à des processus in trinsèques à la Terre, à des influences exté – rieures ou, plus récem ment, aux activités humaine s. Le ch angement climatique an thropique est le fait des émissions de gaz à effet de se rre engendrées par les activités humaines, modifiant la composition de l’atmosphère de la pl anète. À cette évolution viennent s’a jouter les variations naturelles du climat » (http://fr.wikipedia.org/wiki/Changement_climatique). Le réchauffement climatique planétaire a d’abord été évoqué par plusieurs auteurs, mais a été modélisé pour la première fois par Svante Arrhenius en 1898. L’expression d’origine anglaise « global warming » (réchauffement climatique) a été inventée par le climatologue Wallace Broecker et publiée pour la première fois dans la revue Science (1975). L’article, intitulé “Changement climatique : sommes-nous à la veill e d’un important réchau ffement climatique ?”, prédisait que “les tendances actuelles, plutôt fr aîches, déboucheront, dans une dizaine d’années, sur un réchauffement important provoqué par le dioxyde de carbone” . L’auteur avait tablé sur une augmentation des températures de 0,8 °C sur l’ensemble du XXe siècle en raison du CO2 et s’inquiétait des conséquences sur le niveau des mers et l’agriculture » (in Science, le 8 août 1975).

Selon le GIEC, le changement climatique constitue une variation de l’état du climat que l’on peut déceler (par exemple au moyen de tests statistiques) par des modifications de la moyenne et/ou de la variabilité de ses propriétés et qui persiste pendant une longue période, généralement pendant des décennies ou plus. Il se rapporte à tout changement du climat dans le temps, qu’il soit dû à la variabilité naturelle ou à l’activité humaine (GIEC, 2007). Selon la Convention-Cadre des Nations Unies sur les Changements Climatiques (CCNUCC, 1994), les changements climatiques désignent des changements qui sont attribués directement ou indirectement à une activité humaine altérant la composition de l’atmosphère mondiale et qui viennent s’ajouter à la variabilité naturelle du climat observée au cours de périodes comparables.

Le rapport de stage ou le pfe est un document d’analyse, de synthèse et d’évaluation de votre apprentissage, c’est pour cela rapport-gratuit.com propose le téléchargement des modèles complet de projet de fin d’étude, rapport de stage, mémoire, pfe, thèse, pour connaître la méthodologie à avoir et savoir comment construire les parties d’un projet de fin d’étude.

Table des matières

1. INTRODUCTION
2. ÉTAT DE L’ART – PROBLÉMATIQUE
2.1. Milieu marin
2.2. Caractéristiques des écosystèmes
2.3. Généralités sur le Plancton
2.4. Changements climatiques
2.4.1. Indice NAO
2.4.2. Modification de la circulation océanique
2.5. Plancton vs Changement climatique
2.5.1. Changements phénologiques
2.6. Abondance et variations climatiques
2.7. Diversité des communautés
3. PRÉSENTATION DES ÉCOSYSTEMES
3.1. La mer Méditerranée
3.2. La rade de Toulon
3.3. Sites d’échantillonnage
4. MATÉRIEL ET MÉTHODES
4.1. Méthode d’échantillonnage
4.2. Étude des paramètres abiotiques
4.3. Étude des paramètres biotiques
4.3.1. La communauté phytoplanctonique
4.3.2. La communauté zooplanctonique
4.4. Diversité spécifique des communautés
4.4.1. Introduction
4.4.2. Indices de diversité et leur définition
A) Les indices reliés au nombre d’espèces
– Le nombre total d’individus
– Indice de Hill (1973)
– Indice de Odum (1960)
B) Indices de Simpson
– Indice de Simpson (1949)
– Indice réciproque de Simpson (1972)
C) Les indices de Gleason-Margalef et Menhinick
– Indice de Gleason-Margalef (1951)
– Indice de Menhinick (1964
D) Les indices de la théorie de l’information
– Indice de Brillouin (1951)
– Indice de Shannon-Wiener (1949)
– La redondance (1961)
– Evenness (1964)
– Indice PIE de Hurlbert (1971)
– Indices de Brillouin – Shannon
– Indices de Simpson Réciproque – Shannon
– Indices de Simpson Réciproque – Hurlbert
B) Indices de Régularité et de Redondance : Groupe 2
C) Indices de Gleason-Margalef et Menhinick : Groupe 3
5. RESULTATS
5.1. Climatologie
5.1.1. Température de l’air de 1960 à 2010
5.1.2. Précipitations
5.1.3. L’indice d’Oscillation Nord-Atlantique
5.1.4. L’ensoleillement à Toulon
5.1.5. Force du vent
5.2. Hydrologie
A) Petite Rade
5.2.1. Température de l’eau (3 m de profondeur)
5.2.2. La salinité (3 m de profondeur)
5.2.3. Oxygène dissous (3 m de profondeur)
B) Grande Rade
5.2.4. Température de l’eau (3 m de profondeur)
5.2.5. La salinité (3 m de profondeur)
5.2.6. Oxygène dissous (3 m de profondeur)
C) Comparaison entre PR et GR
5.3. Le phytoplancton
A) Petite Rade
5.3.1. Ochrophyta
5.3.2. Myzozoa
5.3.3. Les autres classes
B) Grande Rade
5.3.4. Ochrophyta
5.3.5. Myzozoa
5.3.6. Autres espèces de Phytoplancton
C) Comparaison
D) Conclusions
5.4. Le zooplancton
A) Petite Rade
5.4.1. Synthèse des résultats pour la Petite Rade
5.4.2. Évolution de la diversité
B) Grande Rade
5.4.3. Synthèse des résultats pour la Grande Rade
5.4.4. Évolution de la diversité
C) Tendances globales
5.5. Étude de la diversité
5.5.1. Indices du groupe 1
5.5.2. Indices du groupe 2
5.5.3. Indices du groupe 3
5.6. Influence des paramètres abiotiques
5.6.1. Introduction
5.6.2. Signature annuelle dans la Petite Rade
A) Synthèse
B) Influence du régime alimentaire
5.6.3. Corrélations et intercorrélations annuelles
A) Coefficients de corrélation entre les 10 groupes et la totalité du zooplancton dans
la Petite Rade
B) Fonctions d’intercorrélation entre les 10 groupes et la totalité du zooplancton dans
la Petite Rade
5.6.4. Influence des paramètres abiotiques
A) Influence de la température à 3 mètres
B) Influence de l’oxygène à 3 mètres
C) Influence de la salinité à 3 mètres
D) Influence de l’ensoleillement
E) Coefficient de corrélation multiple
5.6.5. Signature annuelle dans la Grande Rade
5.6.6. Corrélations et intercorrélations annuelles
F) Comparaison avec la Petite Rade
5.6.7. Influence des paramètres abiotiques
A) Influence de la température à 3 mètres
B) Influence de l’oxygène à 3 mètres
C) Influence de la salinité à 3 mètres
D) Influence de l’ensoleillement
E) Coefficient de corrélation multiple
6. DISCUSSION GÉNÉRALE
7. CONCLUSIONS

Rapport PFE, mémoire et thèse PDFTélécharger le rapport complet

Télécharger aussi :

Laisser un commentaire

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *