Soutenance mémoire
La biodiversité de la Mer Méditerranée
Caractéristiques géographiques et bathymétriques du bassin méditerranéen
La Mer Méditerranée (Mare Nostrum = « notre mer » en latin) est une mer à milatitude, semifermée et profondément enfoncée dans de grandes masses continentales : l‘Europe au Nord, l‘Asie à l‘Est et l‘Afrique au Sud. Elle s‘étend d‘Ouest en Est sur environ 4000 km, de 6°W à 36°E en longitude et entre 30°N et 46°N en latitude (Fig.1). Cette mer, considérée donc comme un système océanique isolé, est connectée à l‘océan Atlantique par l‘étroit et superficiel détroit de Gibraltar et reliée à la Mer Noire par les détroits du Bosphore et des Dardanelles via la Mer de Marmara, et à la Mer Rouge par le canal artificiel de Suez. Bien que sa surface (~ 2.5 millions km2) et son volume (~ 3.7 millions km3 ) ne constituent respectivement que 0.82% et 0.32% de l’océan mondial, cette mer est considérée comme une des plus grandes mers semi-fermées de la Terre (Turley, 1999; Gómez, 2003 ; Saliot, 2005 ; Somot, 2005). La prise en compte des différentes forces motrices, des influences prononcées de la topographie et des côtes, ainsi que des processus dynamiques internes et locales, régnants dans la Mer Méditerranée, permet aux océanographes de différencier, dès 1980, la présence de plusieurs échelles interactives (Bergamasco et Malanotte-Rizzoli, 2010).
Trois échelles interactives y peuvent être distinguées : l‘échelle du bassin (y compris la circulation thermohaline [verticale]), l‘échelle des sous-bassins (courants, gyres semi-permanents, transformations des masses d‘eau), et la méso-échelle (méandres, filaments, tourbillons d‘instabilité barocline ( Robinson et al., 2001). La Mer Méditerranée est composée de deux principaux bassins presque-similaires, le Bassin Occidental et le Bassin Oriental, connectés par le canal de Sicile (profondeur maximale ~ 400 m). Chaque bassin est subdivisé en plusieurs sous-bassins caractérisés par une topographie robuste, particulièrement dans la partie orientale là où sa profondeur atteint 4982 mètres, alors que la profondeur moyenne de cette mer est 1500 mètres (Goffart et Hecq, 2007 ; Bergamasco et Malanotte-Rizzoli, 2010). Au contraire du bassin Occidental relativement plat, le bassin Oriental est caractérisé par une alternance de dépressions rofondes, vallées sous-marines, pentes raides, et plus de 700 îles et îlots répartis le long de l’archipel Égée à l’Est de la Grèce. Par la suite, on emploie donc le terme de « mer » uniquement pour la Mer Méditerranée dans son ensemble, le terme de « bassin » seulement pour les bassins méditerranéens principaux : Occidental et Oriental, et le terme de « sousbassin » pour toute autre subdivision de la Méditerranée.
Le climat méditerranéen
Le climat méditerranéen est tempéré ou tempéré chaud. Localisée entre les bandes latitudinales moyennes caractérisées par des pluies torrentielles au Nord et les terres désertiques dans la partie méridionale au Sud, la région méditerranéenne témoigne un cycle saisonnier très prononcé avec des hivers humides et froids et des étés secs et chauds. La sécheresse estivale est une composante majeure du climat méditerranéen qui influence considérablement la circulation dans ses fonds sous-marins. En revanche, les hivers sont bien arrosés dans les régions pas trop abritées des influences maritimes. Si on considère le changement climatique comme une influence météorologique de grande échelle, on peut dire que l’augmentation des températures (probablement liée à ce changement) depuis les années 1940 et, par conséquent, l’élévation des taux d’évaporation à la surface de la Mer Méditerranée, peuvent être responsable de plus de 50% du changement des salinités observées dans cette mer (Béthoux et al., 1998 ; Paz et al,. 2003) ont décrit les influences climatiques à grande échelle sur la région méditerranéenne.
Les reliefs et les vents
La Mer Méditerranée est entourée, dans sa majeure partie, par des chaînes montagneuses surplombant la mer ou en sont tellement proches qu‘elles laissent peu d‘espace pour les plaines côtières sauf dans les dépressions deltaïques des grands fleuves (Pô, Rhône, Ebre, Nil). La configuration des reliefs a des effets importants sur la circulation des vents (en créant des vents régionaux) et par suite sur le régime des pluies et des températures. Ces reliefs majestueux, d‘altitudes élevées dépassant dans de nombreux cas les 3000 m (Haut Atlas au Maroc: 4165m ; Mont-Taurus en Turquie: 3920m ; Sierra Nevada en Espagne: 3480m ; Mont- Etna en Italie : 3260m ; Mont-Liban au Liban: 3090m) contraignent en effet fortement la circulation atmosphérique en basse couche (Somot, 2005). Certains vents régionaux se créent en réponse à ces contraintes: le Mistral et la Tramontane sont connus en France, la Bora en Italie, les Etésiens en Sous-bassin Égée, le Sirocco venant du Sud et le Chlouk = Khamsin (vent désertique provenant d‘Afrique au printemps, en automne et, moins souvent, en été (Abboud-Abi Saab, 1985 ; Catafago et Jaber, 2001) sont également importants et influencent la météorologie et le climat du bassin méditerranéen ainsi que la circulation de la Mer Méditerranée.
En outre, ces montagnes sont le principal contributeur au ruissellement d‘eaux douces vers la Mer Méditerranée (Beniston, 2003 ; De Jong et al., 2009). Un caractère météorologique particulier en Méditerranée, se manifeste par la présence de phénomènes transitoires, à petite échelle mais très violents pour les vents comme pour les précipitations (celles-ci en particulier sont brusques, diluviennes et courtes). Des masses d‘eau considérables, chargées en nutriments et riches en alcalinité totale, sont alors déversées à la mer par des fleuves côtiers à crues soudaines, surtout dans la partie Nord-Ouest de la Méditerranée (Llasat et al., 2013 ; Llasat et al., 2010) ont discuté la distribution spatiale et temporelle des évènements d‘inondations dans toute la Méditerranée entre 1990 et 2006.
Température et salinité
La température de l’eau est un facteur prépondérant dans la vie des organismes marins, elle contribue de façon importante à la distribution géographique des espèces marines. Elle détermine les périodes de migrations et de reproduction et bien d’autres facteurs éthologiques et physiologiques, surtout chez les espèces pélagiques. Les courants constituent les mouvements les plus puissants et les plus continus qui affectent les eaux marines. En surface, l’eau du courant algérien est présente tout le long de la côte algérienne et se caractérise par une température moyenne de 20,50°C et une salinité inférieure à 37,10‰ (Millot, 1985). La variabilité saisonnière moyenne de la température, le long de la côte et du plateau oranais, montre des minima absolus; De plus, la température tant en surface qu’en sub-surface y croît d’Est en Ouest (Bouras et al., 2007). Si l’on se déplaçait le long de la côte de Béni Saf vers Mostaganem, on pourrait bien noter des similitudes qui se transformeraient subitement à l’Est de Mostaganem.
On peut envisager que les axes méridiens et verticaux étant pris respectivement du Sud vers le Nord et de la profondeur vers la surface, cette distribution cohérente souligne la quasi-simultanéité des remontées (Upwelling) du niveau marin (Millot, 1989). Selon Millot (1985), au niveau de 20 m, le taux de salinité accuse une diminution très nette ; On registre à ce niveau un taux de salinité de 36,42 ‰ dans les eaux oranaises. Au niveau de 50 m et 100 m, le courant algérien s’éloigne sensiblement du littoral en raison de son instabilité, le taux de salinité est alors de 36,8 ‰ dans le secteur Ouest et 37 ‰ dans le secteur Est. Les températures maximales des niveaux 50 et 100 m varient entre 15,50° et 16,27°C. A 200 m, l’influence du courant sur la frange côtière algérienne est marquée par une salinité légèrement plus basse que celle des eaux du large ; celle-ci varie entre 38,10‰ et 38‰. Dans le sud du Bassin algérien, les eaux de surface du courant algérien sont généralement chaudes ; leur température est de l’ordre de 22,28° C dans le littoral ouest algérien, mais tout en se déplaçant vers l’est algérien, la salinité maximale de l’eau superficielle se maintient à 38,52 ‰ (Millot, 1985).
Trait du Mugil cephalus
Les caractères qui ont été utilisés par différents auteurs comprennent la dentition (Ebeling, 1957, 1961 ; Thomson, 1975 ; Farrugio, 1977), les échelles (Cockerell, 1913 ; Jacot, 1920 ; Pillay, 1951 ; Thomson, 1981 ; Chervinski, 1984 ; Liu et Shen , 1991 ; Ibáñez et al., 1996 ), le nombre de caecums pyloriques (Perlmutter et al., 1957 ; Hotta et Tung, 1966 ; Luther, 1977), le tube digestif (Thomson, 1966), la convolution intestinale (Hotta, 1955), l’ostéologie Ishiyama, 1951 ; Hotta et Tung, 1966 ; Sunny, 1971 ; Kobelkowsky et Resendez, 1972, Luther, 1977 ; Senou, 1988 ; Ghasemzadeh, 1998), otolithes (Morovic, 1953), morphologie des canaux de la ligne latérale céphalique (Song, 1981), organe pharyngobranchial (Harrison et Howes, 1991), et les modèles de dentition, de pigmentation et de mélanophore dans l’identification des alevins et des juvéniles (van der Elst et Wallace, 1976 ; Cambrony, 1984, Reay et Cornell, 1988 ; Serventi et al., 1996 ; Minos et al., 2002). Les caractères et les caractéristiques de la valeur diagnostique qui sont couramment utilisés dans l’identification et la taxonomie de M. cephalus sont comme suite : Un corps est subcylindrique et comprimé antérieurement, sa couleur est brun grisâtre ou brun olive dans le dos, avec des couleurs qui s’allument le long des côtés pour atteindre un ventre blanc argenté (Thompson, 1951). Le corps du mulet est allongé et arrondi vers l’avant et légèrement plus mince vers l’arrière (Fig.6). Ils n’ont pas de ligne latérale observable et de courtes nageoires pectorales. Leur bouche a une forme triangulaire avec des lèvres minces et de petites dents serrées qui tapissent la mâchoire et un museau arrondi (Hill, 2004).
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Table des matières
Liste des abréviations
Liste des figures
Liste des tableaux
Introduction générale
Premier chapitre
1ére Partie : Caractéristiques de la zone d’étude
I.Localisation géographique et circulation générale
I.1. Caractéristiques géographiques et bathymétriques du bassin méditerranéen
I.2. Caractéristiques météorologiques et hydrologiques de la Mer Méditerranée
I.2.1. Le climat méditerranéen
I.2.2. Les reliefs et les vents
I.3. La biodiversité de la Mer Méditerranée
II.1. Le littoral algérien
II.2. Littoral occidental algérien
II.2.1. Situation géographique et topographie littorale
II.2.2. Sédimentation marine
II.2.3. Principales caractéristiques climatiques de la zone d’étude
2.3.1. Température et salinité
2.3.2. Pluviométrie
2.3.3. Régime des vents
2éme Partie : Présentation de l’espèce Mugil cephalus
I.Introduction
I.1. Généralités
I.2. Position systématique
I.3. Classification
Biologie et écologie de Mugil cephalus
1.Trait du Mugil cephalus
2.Habitat et écologie
3.Migration
4.La reproduction
4.1. Système reproducteur
4.2. Différenciation masculine
4.3. Différenciation féminine
Alimentation
Distribution géographique
Rôle de l’espèce dans L’écosystème
Technique de pêche
Deuxième chapitre Etude de la Biologie de la Reproduction du Mugil cephalus dans le littoraloccidental algérien
I.Introduction
II.Méthodologie
1.Traitement au laboratoire
2.Étude de la reproduction
2.1. Sex-ratio global
2.2. Sex-ratio en fonction de la taille
2.3. Sex-ratio en fonction des mois
2.4Ecart réduit
2.5. Rapport Gonado-Somatique RGS
2.6. Le rapport Hépato-Somatique (RHS)
2.7. Facteur de condition
2.8. Taille à la première maturité sexuelle.
III- Résultats
1.Sex- ratio
1.1.Sex- ratio global
1.2.Sex-ratio en fonction de la taille
1.3.Sex-ratio en fonction des saisons
2- Calcul de la taille moyenne de la population du mulet mâle et femelle
3.1-Etude macroscopique des gonades de M. cephalus
4.Rapport Gonado-Somatique (RGS
4.1. Rapport Gonado-Somatique RGS des M. cephalus femelles 38
4.2. Rapport Gonado-Somatique-(RGS) des M. cephalus mâles
5- Rapport Hépato-Somatique (RHS)
5.1. Rapport Hépato-Somatique (RHS) des M. cephalus femelles.
5.2. Rapport Hépato-Somatique (RHS) des mâles
6 –Etude du facteur de condition
7- Taille à la première maturité sexuelle
III. Discussion
Conclusion.
Troisième chapitre
I.Introduction
II.Méthodologie
1.La méthode indirecte
1.1. Croissance linéaire
1.3. Croissance pondérale absolue
La méthode directe
III. Résultats
La méthode indirecte
Démographie
Étude de la croissance
Calcul de t0
Croissance relative (Relation taille-poids)
Équation et courbe de croissance
II.1. Etude de l’âge par les méthodes directes
Comparaison entre les résultats de croissance de la méthode directe et ceux de la méthode indirecte de détermination de l’âge M. cephalus
Conclusion
Etude de L’âge et de la croissance du Mugil cephalus du littoral occidental algérien
Quatrième partie Etude de la bioaccumulation des métaux lourds (ETM) et leur impact sur l’espèce Mugil cephalus du littoral occidental algérien
Introduction
Pollution du Milieu milieux littoraux
II.1.1. Importance écologique des milieux littoraux
II.1.2. Perturbations des milieux littoraux
II.1.3. Pollution de l’environnement littoral
II.2. Types de pollution
II.3. Nature et source de pollution
3.1. Pollution domestique
3.2. Pollution des effluents urbains
3.3. Pollution industrielle
3.3 Pollution d’origine agricole
II.4. Types de polluants chimiques
4.1. Métaux
4.2. Hydrocarbures aromatique polycycliques ( HAPs)
4.3. Polluants organiques persistants
II.5. La pollution en Méditerranée occidentale
II.6. La pollution des eaux marines en Algérie
II.7. Les sources de pollution marine implantées sur le littoral ouest algérien
III. La pollution par les métaux lourds Métaux lourds
III.1. Définition des métaux lourds
III.2. Origine des ETM
2.1. Origine naturelle
2.2. Origine anthropique
Importance et toxicité des ETM
Distribution des ETM dans le milieu aquatique
Caractéristiques toxicologiques des ETM
Mécanisme d’excrétion des métaux
Situation générale des métaux en Méditerranée
Biodisponibilité des ETM
Bioaccumulation des métaux lourds dans les tissus mous des poissons
Bioamplification des ETM dans les organismes marins
Processus modifiant la toxicité des métaux
Eléments traces étudiés
IV.1. Cadmium (Cd)
1.1. Généralités et sources
1.2. L’utilisation du Cd par l’Homme dans les cycles biologiques et sa toxicité
1.3. Bioaccumulation et métabolisme chez les organismes aquatiques.
2. Plomb (Pb)
2.1. Généralités et sources
2. L’utilisation du Pb par l’Homme dans les cycles biologiques et sa toxicité
3. Bioaccumulation et Métabolisme chez les organismes aquatiques
IV.3. Zinc (Zn)
3.1. Généralités et sources
2. L’utilisation du Zn par l’Homme dans les cycles biologiques et sa toxicité
3.3. Bioaccumulation et Métabolisme chez les organismes aquatiques
IV.4. Cuivre (Cu).
4.1. Généralités et sources
4.2. L’utilisation du Cu par l’Homme dans les cycles biologiques et sa toxicité
Méthodologie
Choix et intérêt du matériel biologique
Choix des polluants
Méthodes d’échantillonnage
3.1 Fréquence d’échantillonnage
Technique d’étude
4.1. Mensuration et Pesées
4.2. Dissection
4.3. Minéralisation des échantillons
4.4. Dosage au spectrophotomètre d’absorption atomique à flamme (SAA)
4.5. Exercice d’intercalibration et assurance de la qualité du dosage
4.6. Détermination de la teneur en eau
Traitement statistique des résultats
5.1. Analyse statistique
Résultats
Partie A Variations des teneurs des métaux lourds dans le mulet (Mugil cephalus) du littoral nord occidental algérien
1.1. Variations des pourcentages des teneurs en métaux lourds
1.3. Variation des concentrations moyennes en fonction des organes
1.5. Variations saisonnières des concentrations moyennes en métaux lourds du poids frais
I1.6. Variation mensuelle des concentrations moyennes en métaux lourds (Pb, Zn, Cu) en fonctions de sexe
1.8. Variations des concentrations en métaux lourds (Zn, Cu et Pb) selon les stades de maturité du Mugil cephalus
1.9. Variations des concentrations en métaux lourds (Zn, Cu et Pb) en fonction des classes d’âge du Mugil cephalus.
Partie B : Analyse en composante principale
1.Analyse en Composantes Principales (ACP) de la variation en teneurs des concentrations métalliques dans le mulet (Mugil cephalus) du littoral Nord Occidental Algérien 161
1.1. Analyse de la variation mensuelle de la contamination métallique dans le mulet
1.2. Analyse en Composantes Principales de la variation des concentrations métalliques en fonction des mois de prélèvements dans les différents organes du (Mugil cephalus).
1.3. Analyse en Composantes Principales des mois d’échantillonnage en fonction des concentrations en (Pb, Zn et Cu) chez le Mugil cephalus
1.5. Analyse en Composantes Principales de la variation des concentrations métalliques saisonnière dans les différents organes du (Mugil cephalus).
2.Classification selon la Boite a Moustaches de la variation des concentrations métalliques dans les différents organes du Mugil cephalus
VII. Discussion
Conclusion
Conclusion générale
Recommandations & Perspectives
Références bibliographique
Annexes
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