Rôle du zooplancton filtreur sur la structuration du réseau trophique

Année 2014-2015
Proposition de stage de Master Recherche OPB
Rôle du zooplancton filtreur sur la structuration du réseau trophique planctonique
et sur le devenir de la production primaire en Méditerranée nord-occidentale.
Approche par modélisation couplée physique-biogéochimie.
Tuteurs: Frédéric DIAZ (MCF-HDR Aix-Marseille Université) et François CARLOTTI
(DR1 CNRS)
Laboratoire d'accueil - adresse - n° de téléphone
Institut Méditerranéen d’Océanologie (MIO)- UMR 7294, UR 235
Observatoire des Sciences de l’Univers (OSU) - Institut PYTHEAS – Aix-Marseille
Université, 163 Avenue de Luminy - Campus de Luminy - Case 901, F-13288 Marseille
Cedex 09
Tel: 04 86 09 05 64/ 04 86 09 05 96
Courriels: [email protected]/[email protected]
Problématique
Les modèles biogéochimiques d’écosystèmes pélagiques marins montrent une grande
sensibilité à la prédation par le zooplancton (Arhonditsis & Brett, 2004 ; Carlotti &
Poggiale, 2010). Cela est dû, d’une part, au niveau d’agrégation d’espèces
représentées dans les compartiments fonctionnel « zooplancton » et ceux des
différentes proies, et d’autre part, à la représentation même du processus de
consommation sur les groupes « proies » (la réponse fonctionnelle caractérisée par le
type de fonction et ses paramètres). Le zooplancton présente une grande diversité de
types de développement la plupart des modèles biogéochimiques considère au moins
deux compartiments, le proto-zooplancton unicellulaire (<200 µm) et les mésozoaires
(mesozooplancton). La diversité du mesozooplancton est elle-même extrêmement
grande, et les organismes présentent des différences importantes de développement
ontogénique et de dynamique spatio-temporelle, et en conséquence, de rôle fonctionnel
dans l’écosystème. La dynamique du mesozooplancton est généralement représentée
par les organismes dominants numériquement sur l’année : les copépodes ; mais il est
reconnu que la dynamique impulsionnelle du zooplancton gélatineux herbivore peut
jouer un rôle essentiel dans la consommation du phytoplancton, tout au moins sur
certaines catégories phytoplanctoniques de petite taille (Fernandez et al., 2004 ;
Andersen et Nival, 1986). Ce zooplancton herbivore gélatineux filtreur, en ingérant du
phytoplancton, produit de nombreux agrégats et pelotes fécales qui vont sédimenter
dans la colonne d’eau, participant ainsi activement à l'exportation de matière organique
jusqu’aux couches profondes de l’océan (pompe biologique du dioxyde de carbone).
Le sujet de master porte sur la représentation de groupes zooplanctoniques gélatineux
filtreurs dans un modèle couplé physique-biogéochimie de l’écosystème pélagique de la
Méditerranée nord-occidentale. Le groupe de filtreurs principal ciblé est celui des
appendiculaires. Le groupe des salpes pourrait être considéré dans un deuxième temps.
Programme du stage
Le stage se déroulera en trois étapes.
Etape 1: Intégrer la représentation du budget énergétique d’appendiculaire issue des
travaux de thèse de M. Vaugeois (Vaugeois et al., 2013) dans un modèle de population
zooplanctonique existant (Eisenhauer et al., 2009) (période estimée: 2 mois).
Etape 2: Coupler le modèle de dynamique de population d’appendiculaires (Etape 1) à
un modèle biogéochimique d’écosystème pélagique de la Méditerranée Nordoccidentale (Campbell et al., 2013). Ce type de couplage a déjà été réalisé pour un
modèle de population de copépodes (Eisenhauer et al., 2009) et cette étape de travail
sera donc être facilitée par l’existence de ces travaux antérieurs.
A l’issue de cette étape, le modèle d’écosystème pélagique comprendra donc deux
modèles de population de filtreurs. Il conviendra d’analyser les simulations réalisées à
différents sites en termes d’abondances de ces deux groupes de filtreurs et de leurs
rôles dans la structuration du réseau planctonique mais aussi de quantifier les flux
traversant ces compartiments (période estimée: 2 mois).
Etape 3: Analyse, synthèse et rédaction. (Période estimée: 1 mois). Il s’agira notamment
de présenter les avancées et limitations de la nouvelle représentation, en se basant sur
des bilans de flux biogéochimiques proposés par le modèle couplé. Des comparaisons
pourront aussi être établies entre ce nouveau modèle et les modèles de base
(zooplancton « bulk ») ainsi que le modèle intégrant le code de population copépodes.
Contexte programmatique
La thématique se rattache au programme international IMBER (2005-2015) et au
programme national Chantier méditerranée MERMEX (2010-2020) qui finance le projet
IPP –« Interactions plancton-planctonophages » (PI, F. Carlotti) courant entre 2014 et
2017 (WP2 MerMex) dans lequel ce projet de master s’insère.
Collaborations
Le travail se fera:
- dans le cadre des activités de l’axe ETE, en interactions entre les modélisateurs (e.g.
Léo Berline) et les zooplanctonologistes (M. Pagano).
Profil du candidat souhaité
Le stagiaire devra:
- avoir de bonnes connaissances sur l’écologie de plancton et la biogéochimie marine
- savoir synthétiser des résultats de la littérature
- posséder des capacités en modélisation numérique
- avoir un esprit d’analyse des résultats de simulations
- rédiger son rapport de stage
Possibilité de poursuite en thèse :
Oui. Cette problématique fera l’objet d’un projet de thèse.
Références
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