Sujet de stage de Master 2 : « Liens entre cheminement de la matière organique et les taux de contaminations métallique et organique au sein des réseaux trophiques des écosystèmes coralliens ». Encadrant : Yves Letourneur, Université de la Nouvelle-Calédonie, Laboratoire LIVE ([email protected] ; Tél : +687 29 03 85) Date du début de stage : 01 février 2012. Contexte et objectifs : Le stage proposé prendra place dans un contexte de travail plus large en relation avec un projet financé par le Laboratoire d’Excellence (LABEX) « Corail » et intitulé « COREPAC ». Ce projet englobe, outre l’île de Wallis, la Polynésie Française et la Nouvelle-Calédonie. Le projet COREPAC vise à caractériser le cheminement de la matière organique au sein des réseaux trophiques des écosystèmes coralliens en fonction, d’une part, du niveau trophique des organismes et, d’autre part, des caractéristiques environnementales des sites d’étude. Le couplage de plusieurs méthodes performantes (isotopes stables, chimie des contaminants métalliques et organiques) permettra de reconstituer les voies empruntées par la matière organique depuis la base du réseau trophique jusqu’à des prédateurs de haut rang. Cette approche permettra en outre de déterminer si les contaminants (métaux lourds et polluants organiques) suivent -ou non- ces voies trophiques et s’ils s’accumulent dans les organismes composant ce réseau, dont certains sont régulièrement consommés par les populations humaines locales. Ces contaminants peuvent aussi constituer d’excellents biomarqueurs potentiels de la « qualité environnementale » dont les variations pourront ensuite être étudiées dans l’espace et le temps. Le projet COREPAC porte sur les trois territoires français du Pacifique : Nouvelle-Calédonie, Wallis & Futuna et Polynésie Française. Le détail du projet COREPAC, ainsi qu’un projet associé (« FOTROCO »), sera communiqué au stagiaire dès que le choix de l’étudiant aura été arrêté ; ceci afin que le stagiaire puisse mieux s’imprégner du contexte général. Travail envisagé : Le travail se focalisera sur les échantillons déjà récoltés sur les îles de Wallis et de NouvelleCalédonie. Les sites de Polynésie françaises pourraient être ajoutés à ce panel si ceux-ci sont complètement échantillonnés et les données disponibles au moment du début du stage. Un échantillonnage a été effectué sur deux secteurs contrastés (impacté vs. non-impacté par des apports terrigènes) de récifs frangeants durant une période restreinte dans le temps, afin d’éviter l’éventuelle variabilité saisonnière des caractéristiques trophiques des différents compartiments étudiés. Les compartiments suivants ciblés par ce travail (figure 1) seront analysés à la fois en termes de signatures isotopiques du carbone et de l’azote (cheminement de la matière organique et architecture du réseau trophique) et, pour un nombre d’échantillons moins important en raison du coût élevé de certaines analyses, de mesure des concentrations en éléments métalliques et organiques (cf. liste des éléments ci-après). MOP Turf algaux Sédiment Padina australis Stegastes nigricans Phanérogame Poisson herbivore Invertébrés benthiques Poisson omnivore Poisson carnivore (Cephalopholis argus, Plectropomus leopardus) Figure 1. Représentation schématique d’un réseau trophique partant de différentes sources de matière organique (MOP, sédiment, algues) pour aboutir à des poissons carnivores de haut rang trophique. Les flèches représentent, à titre indicatif, un cheminement possible de la matière organique et leur épaisseur indique leur importance relative. MOP = matière organique particulaire. Une attention particulière sera portée à : * La matière organique particulaire (MOP) présente dans l’eau de mer constitue souvent une des sources potentielles majeures de matière organique située à la base du réseau trophique. A proximité d’arrivées d’eaux douces et/ou de rejets urbains, l’eau de mer sera clairement impactée par de tels apports et il sera alors nécessaire de mesurer la MOP des eaux douces et des éventuels rejets. * Les sédiments, dont la capacité de « stockage » des contaminants a déjà été établie en d’autres régions tropicales. Classiquement, les sédiments représentent un puits pour de nombreux contaminants, métaux (pas tous) et organiques (plus ils sont hydrophobes et plus c’est le cas). Un travail mené en Nouvelle-Calédonie (Grande rade de Nouméa vs. secteur de Ouano) va d’ailleurs nettement en ce sens (Hédouin et al. 2009). * Les algues, du fait de leur capacité d’absorption en général rapide et en raison de leur position à la base du réseau trophique. Le point important est que les algues sont un bon indicateur de la fraction dissoute. Afin d’éviter une prise en compte de trop nombreuses espèces qui risqueraient de « masquer les signaux », le travail ciblera deux espèces ou catégorie d’espèces consommées par les herbivores (les « turfs algaux » et Padina australis, généralement abondante sur les récifs coralliens du Pacifique) et une phanérogame marine. * Les invertébrés benthiques (petits crustacés, mollusques, etc.), car ils constituent les maillons « intermédiaires » entre MOP, algues et/ou sédiments d’une part, et les consommateurs supérieurs que sont certains poissons d’autre part. Les groupes ciblés seront fonction de l’abondance des principaux organismes sur le terrain. * Les poissons, en raison de leur forte attractivité à des fins récréatives (e.g. plongée sousmarine), d’autosubsistance ou de commerce (pêche). Le travail ciblera prioritairement des espèces qui présentent des stratégies contrastées et qui se situent à des niveaux différents au sein du réseau trophique. Stegastes nigricans, petit Pomacentridae territorial herbivore (consomme surtout des « turfs ») et divers Serranidae carnivores de haut rang trophique de grande taille, très recherché par les pêcheurs et chasseurs sous-marins et d’intérêt commercial marqué seront étudiés. D’autres espèces de tailles diverses seront échantillonnées en fonction de leurs abondances dans le milieu naturel (Figure 1). L’ensemble des espèces et compartiments étudiés permettra d’élaborer une trame solide de réseau trophique, qui sera très utile pour l’interprétation des résultats comme les éventuelles différences observées. Une attention particulière sera portée à la comparaison des résultats avec ceux sur les teneurs en contaminants métalliques et organiques et à leur mise en parallèle avec l’architecture des réseaux trophiques. Eléments analysés : Les éléments métalliques recherchés seront : As, Ag, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg (et MeHg), Mn, Ni, Pb, Se, V et Zn. Pour les éléments organiques : PCBs et pesticides. Concernant ces derniers, la liste des produits actuellement homologués est très large. Notre attention se portera sur les produits les plus toxiques et/ou les plus utilisés: glyphosate, linuron, atrazine, endosulfan (I et II), lindane, malathion, chlordécone, diazinon, heptachlore, heptachlore epoxide (A et B), aldrine, dieldrine, endrine, DDE, DDT et DDD. Qualités requises : Le stagiaire aura le sens de la minutie et possèdera un sens de l’autonomie développé, ce qui sera rendu nécessaire par la conjonction de la fin des congés universitaires et la mise en place de la rentrée d’une part, avec, d’autre part, le début du stage. Le stagiaire aura également une connaissance globale de l’écologie des milieux coralliens et de l’écologie trophique (en particulier apport des isotopes stables), et saura utiliser les outils modernes de traitements statistiques (par exemple, sous R). Une connaissance de l’utilisation de SIAR (Stable isotopes analysis for R) serait très appréciée. Informations complémentaires : Le stagiaire sera accueilli à l’université de Nouvelle-Calédonie ou seront réalisés tous les travaux de laboratoire. Les échantillons étant déjà acquis, l’essentiel du travail consistera en leur préparation et analyses, puis en leur interprétation. Selon les possibilités du moment, il pourrait être envisageable que le stagiaire participe à des prélèvements de terrain dans un contexte d’une autre étude, afin d’avoir une vision plus globale de l’ensemble des étapes nécessaires à la réalisation du travail. Il est à noter que le coût de la vie en Nouvelle-Calédonie est sensiblement plus élevé qu’en métropole. Le stagiaire bénéficiera d’une gratification de stage de 517,88 €/mois. Le stagiaire, s’il le souhaite, pourra être logé en résidence universitaire à la charge du laboratoire (dans le cas contraire, avoir à l’esprit que les logements peuvent être onéreux et difficiles à trouver à cette période de l’année qui correspond encore à la fin des « grandes vacances » dans notre calendrier austral). La résidence universitaire est située sur le campus de l’Université de Nouvelle-Calédonie et est distante du centre ville d’environ 4-5 km. Le coût du voyage depuis la France métropolitaine vers la Nouvelle-Calédonie ne peut pas être pris en charge par le laboratoires de l’encadrant (le tarif A/R Air France via Tokyo, Osaka ou Séoul est de l’ordre de 2000 €; des prix plus compétitifs existent sur d’autres compagnies via Sydney, Amsterdam ou encore Hong-Kong). Pas de poursuite en thèse envisagée à ce stade.