sujet 2012

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.