Le plancton, indicateur du changement climatique Valérie DAVID UMR CNRS 6250 LIENSs, Université de La Rochelle Organismes vivants peu connus du grand public ET NON!!!! …Plutôt une image négative pour le grand public Personnage « méchant » de dessin animé 1 des 7 plaies d’Egypte « Toutes les eaux du Fleuve se changèrent en sang. Les poissons du Fleuve crevèrent ; et le Fleuve s'empuantit, et les Égyptiens ne purent plus boire l'eau du Fleuve » (Exode 7, 20–21) Risque d’Intoxication Pourtant ceux sont des organismes utiles !!! Cladocère Cypridina Message secret par les japonais pour lire dans l’obscurité pendant la 2nde guerre mondiale Ressource alimentaire Méduses comestibles au Japon Organismes vivants très diversifiés en forme En taille… Virus (0,5µm) Bactéries (1µm) Protoplancton (10-20µm) Copépodes (0,5-1 mm) Salpes (2m) Et en terme de régimes alimentaires… Diatomées Autotrophie Dinoflagellés Mixotrophie Méduses Prédation Copépodes Filtreurs Chaetognathes Prédateurs chasseurs Poissons Larves lecithotrophes Compartiment clef car tous les autres organismes aquatiques présentent une phase planctonique Larve de poisson Stades planctoniques Cycle biologique de l’huître Compartiment clef car à la base des réseaux trophiques PLANCTON Golfe du Saint-Laurent - Canada www.mpo-dfo.gc.ca …la production biologique des milieux côtiers est soutenue par la production planctonique Herman et al. (1999) Forte réactivité du plancton de par des cycles de vie courts David et al. (2006, 2007a) Période productive: mars-novembre Nombre de générations: 9,75 / an 1 vie et 1 petit / humain 795 générations successives et 5,4 œufs / ind France (2008) 81,5 ans ×4300 Forte réactivité du plancton de par la production d’œufs de résistance eufs / m2 sédment Abondances Guerrero et Rodriguez (1998) Larves Population totale ►Eclosion des œufs en laboratoire pour des températures croissantes plusieurs mois plus tard -> Oeufs produits en automne sont viables au printemps suivant Cette forte réactivité permet d’intégrer rapidement les fluctuations environnementales Effet d’une tempête Bassin de Marennes Oléron Xynthia - février 2010 => Mortalité massive des communautés biologiques Cette forte réactivité permet d’intégrer rapidement les fluctuations environnementales Macrofaune Plancton Temps de Récupération Quelques semaines Plancton – Marais doux Xinthia Etat de perturbation Évolution debenthique la richesse spécifique de Macrofaune – Chassiron Chassiron entre 1995 et 2006 Richesse spécifique 25 Di 20 15 200 Communauté et réseau trophique perturbé Herb 10 10 ans 181 Multi Tempête 1999 149 150 0 2 3 4 5 6 7 10 nb espèces Salinité 5 101 8 100 105 110 119 124 125 129 83 50 5 0 0 Re 2 3 4 Tortajada et al. (in prep) 5 6 7 Semaines 8 1995 1998 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2005 2006 années d’après M. Seguignes Le changement climatique engendre des modifications d’abondances des espèces Fromentin et Planque (1996) Le changement climatique engendre des modifications du cycle saisonnier des espèces David et al. (2007b) Avancée du pic d’abondances du copépode Acartia bifilosa 1999-2003 1978-1982 La réponse des organismes planctoniques n’est pas linéaire mais se fait par effet seuil David et al. (2007b) Espèce introduite par effet climatique et anthropique « Explosion » Apparition 30 Cycle saisonnier moyen en 2 zones 25 Zone médiane 20 Modèle NordEuropéen Modèle SudEuropéen 15 10 5 0 J F M A M J J A S O N D Le changement climatique peut conduire à des modifications de la biogéographie des espèces Assemblages spécifiques de copépodes Assemblage tempéré chaud Périodes 1958-1981 1982-1999 2000-2002 Assemblage tempéré Beaugrand (2005) Assemblage tempéré froid Assemblage subartique Ces modifications peuvent avoir des répercussions sur la chaîne alimentaire ►Incohérence spatiale et saisonnière entre les espèces et leurs prédateurs Beaugrand et al. Nature (2003) Recrutement des morues Recrutement des morues en Mer du Nord « Gadoid outburst » Beaugrand et al. Nature (2003) ►Variation de la diversité des espèces de copépodes C. helgolandicus Cycle saisonnier C. finmarchicus Calanus spp. Cycle saisonnier ►Variation de la taille des proies Vers le développement d’indicateurs du changement climatique… Beaugrand et al. Nature (2003) Plankton index Le plancton, indicateur au service de la compréhension du climat passé Bown et Pearson (2009) Paleocene / Eocene Thermal Maximum PETM ► +5°C par rapport à l’actuel ► Carotte sédimentaire en Tanzanie Le plancton, indicateur au service de la compréhension du climat passé Bown et Pearson (2009) ► Déclin des abondances du plancton fossiles ► Disparition de certaines espèces -> Assemblage d’espèces favorisées pour des climats chaud ► Diminution des espèces calcaires ► Dominance des Coccolithus / Toweius -> Preuve de milieu oligotrophe et de changements très rapides -> Système très résilient due à la réactivité des espèces Plancton, changement climatique et risques biologiques… Effet de la tempête Xynthia sur le plancton P . BR ET ON 1,5E+0 1,0E+0 5,0E+0 D’après IFREMER 0,0E+0 JA N F EV MAR A VR M AI JUN Données fournies par M. Ryckaert J UL A OU Y Concentration maximale mensuelle 1998-2009 P. AN TIO CH E 1 ,0 E+0 5 ,0 E+0 0 ,0 E+0 JA N FE V MA R AV R MAI B R Y J UN Concentration maximale mensuelle 2010 JU L A OU G Pseudo-N nb.L -1 6,E+05 200 150 4,E+05 Xynthia 100 2,E+05 50 20 s2 0 s1 8 s1 6 s1 4 s1 2 s1 0 0 s8 s6 0,E+00 P. M AUM US SO N Temps (semaines 2010) 1 ,5E+0 6 1 ,0E+0 6 5 ,0E+0 5 Acide domoïque 0 ,0E+0 0 J AN F EV M AR AVR MAI AD mg.kg-1 1 ,5 E+0 J U N J UL A OU Pseudo-nitzschia