1.1 – Écologie aquatique et mésocosmes : notions

1
4
D
e nom
b
reuses questions
r
elevant de l’
é
colo
g
ie scient
i
-
À
T
XHRQWE
p
Q
p
ÀFL
p
GHOҋD
SS
RUW
d
es m
é
socosmes. Plusieurs
dé
cennie
s
d’utili
s
ation de
c
es outils ont permis
d
’en
é
prouver la pertinence et les
avanta
g
es, mais aussi
d
e
l
eur opposer
d
e nom
b
reuses
interro
g
ations et critiques. Le
ta
b
leau ci-
d
essous propose
u
ne vue s
y
nth
é
tique des
avanta
g
es et
li
m
i
tes c
l
as
-
siquement pr
ê
t
é
s
à
ce type
d
’approc
h
e
.
À
la lecture de ce tableau
,
il
est int
é
ressant de constater
que ce qui appara
î
t dans
certain
s
ca
s
comme une
l
imitation des m
é
socosmes
peut
ê
tre perçu dans d’autres
comme une qualité. Ces
a
ppr
é
ciations contradictoires
t
é
moi
g
nent du caract
è
re
l
argement subjecti
f
de la
perception
d
e l’outil par la
communaut
é
scientifiqu
e
:
l
es avantages et limites
d
es
m
é
socosmes d
é
pendent
d’abord du probl
è
me
é
tudi
é
.
L
e con
s
tat conduit
à
formuler
SOXVLHXUVU
p
ÁH[LRQVGHSRUW
p
H
1.1 – Écologie aquatique et mésocosmes : notions
préliminaires
S
ource : Gérard Lacroix
,
C
NRS
,
Le
C
roisic 200
9
Tableau 1 : Avantages et inconvénients classiquement prêtés aux mésocosmes.
Avantages Inconvénients/limites
– Capacité à simuler des conditions
environnementales assez réalistes ²&DUDFWqUHDUWLÀFLHO
– Prise en compte simultanée de différents
niveaux trophiques – Taille trop réduite
²&RPSOH[LWpVXIÀVDQWHSRXUDVVXUHUOHPDLQ-
tien à terme de communautés fonctionnelles – Importance des effets parois
– Capacité à mettre en évidence des
PpFDQLVPHVDVVH]ÀQV – Importance des processus de sédimentation
– Gestion de plans factoriels complexes et
analyse d’effets multifactoriels – Manque de réalisme écologique
– Réplicabilité des traitements ²)DLEOHUHSUpVHQWDWLYLWp
– Possibilité d’échantillonner les mêmes
populations au cours du temps
– Prise en compte de fractions d’écosystèmes
uniquement
²)DFLOLWpGHPLVHHQSODFHGHVV\VWqPHV
expérimentaux ²)DLEOHUDSSRUWVLJQDOEUXLW
– Rapidité d’acquisition des résultats ²)DLEOHGXUpHGHVH[SpULHQFHV
²)DFLOLWpGHSXEOLFDWLRQGHVUpVXOWDWV

15
gé
n
é
rale sur l’utilisation
de ces outils en
é
cologie
a
quat
i
que
.
Réalisme et réplicabilité
L
a question r
é
currente du
ré
alisme et de la r
é
plicabilit
é
de
s
m
és
oco
s
me
s
doit
ê
tre
a
bord
é
e sous l’angle d’un
n
é
cessaire compromis e
n
-
tre l’am
b
ition
d
e repro
d
uire
a
u mieux la complexit
é
du
monde r
é
el et la capacit
é
à
a
na
l
yser
l
es processus en
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à
-dire
à
r
é
v
é
ler un
effe
t
.
D
ans cette optique, les
é
tudes en m
é
socosme p
â
tis
-
s
ent surtout de la
f
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i
-
a
bilit
é
intra-trait
e
m
e
nt
e
t
d
u
f
aible niveau de r
é
plication
des exp
é
riences (Eberhardt
& Thomas 1991, Caquet
et
a
l
.
2001). Pour r
é
soudre
FHWWHGLIÀFXOW
p
RQSHXW
–
au
g
menter l’amplitu
d
e
d
e
l
’e
ff
et par des manipula
-
tions d
é
passant la
g
amme
natur
e
ll
e
de
variati
o
n
d
u
f
acteur
é
tudi
é
, ce qui rend
l
’exploitation des r
é
sultats
davanta
g
e sujette
à
caution ;
–
t
e
nt
e
r
de
r
éd
uir
e
la variabi
-
l
it
é
intra-traitement – mais cet
e
ff
ort de
s
tandardi
s
ation de
s
ré
plicats atteint rapidement
s
es
li
m
i
tes
.
L
’autre solution, la plus ra
i
-
s
onna
b
le
d
u point
d
e vue
statistique, consiste
à
au
g
-
menter le nombre de r
é
pl
i
-
c
ats. Elle est aussi la plus
F
R WHXVH HQ PR\HQV ÀQDQ
-
c
iers et mat
é
riels
.
Biais liés aux enceintes
L
es effets li
é
s aux enceintes
,
tels que le d
é
veloppement
de p
é
riph
y
ton sur les parois,
l
’impact sur la
d
istri
b
ution
spatiale
d
es organismes, ou
u
ne s
é
dimentation accrue
de la mati
è
re particulaire,
constituent un point
f
aible
f
r
é
quemment souli
g
n
é
des
m
é
socosmes
(
Bloesch
et
al
.
1
988, Carpenter 1996). Cette
critique doit
ê
tre relativis
é
e en
r
appelant que le
b
ut
d
es ex
-
p
é
rimentateurs est rarement
de simuler un
é
cos
y
st
è
me
naturel donn
é
, mais plut
ô
t de
compren
d
re les processus
en jeu dans les
é
cos
y
st
è
mes
manipul
é
s. Un m
é
socosme
est
,
en lui-m
ê
me
,
un
é
c
o
-
s
y
st
è
me : pour s’affranchir
des biais li
é
s aux enceintes
,
il est possible de consid
é
rer
l
a s
é
dimentation ou le d
é
ve
-
l
oppement du p
é
riphyton
comme des propri
é
t
é
s de cet
é
cos
y
st
è
me. Par ailleurs, cer
-
tains m
é
socosmes disposent
de syst
è
mes de brassage
permettant de limiter ces e
f
-
I
HWV(Q
À
QOҋDX
J
PHQWDWLRQGH
l
a taille
d
u cosme permet
d
e
UpG
XLU
H
H
IÀF
D
F
H
P
H
QW Oҋ
H
II
H
W
«
e
nc
ei
nt
e
»
.

1
6
Taille des mésocosmes
Il n’
y
a pas de taille id
é
ale
pour un m
é
socosme : tout
dé
pend de la question pos
é
e,
et le mieux n’est pas néces
-
sairement le plus
g
ran
d
. Un
m
é
socosme doit cependant
rWUHVXIÀVDPPHQW
J
UDQGSRXU
f
onctionner sur la dur
é
e sans
apports ext
é
rieurs (autres que
naturels) et pr
é
senter une
d
iversit
é
d’organismes suf
-
ÀVDQWH
S
RXU
T
XH VҋDPRUFHQW
r
api
d
ement les processus
é
colo
g
iques fondamentaux.
En pratique, il existe fr
é
quem
-
ment un compromis,
à
mo
y
-
ens
ég
aux, entre le nombre
d
e
s
m
és
oco
s
me
s
mi
s
en
p
l
ace et
l
eur ta
ill
e.
U
ne m
é
ta-anal
y
se conduite
sur plus de 150 mod
è
les ex
-
p
é
rimentaux d’
é
cosyst
è
mes
l
otiques (Belan
g
er 1997) a
c
onclu que la taille du m
é
s
o
-
c
osme n’avait de mani
è
re
gé
-
Qp
UDOH SDV GҋHIIHW VLJQLÀFDWLI
sur la diversit
é,
l’abondance
et la ric
h
e
ss
e
d
e
s
communa
u
-
t
é
s d’algues ou d’invert
é
br
é
s.
D
ans la plupart
d
es cas,
d
es enceintes
d
e quelques
m
è
tres cubes
à
quelques
d
izaines de m
è
tres cubes ont
permis des pro
g
r
è
s cons
i
-
dé
rables des connaissances.
En revanc
h
e, l’anal
y
se
d
e
c
ertains processus, tels que
l
e
s
mouvement
s
d
e
s
ma
ss
e
s
d
’eau ou la r
ég
ulation des
c
ommunaut
é
s piscicoles, est
peu compati
b
le avec
d
e p
e
-
tites
é
chelles spatiales et des
pas
d
e temps courts. Pour
ces questions, l’emploi
d
e
tr
è
s grands syst
è
mes exp
é
r
i
-
mentaux (plusieurs milliers
de m
è
tres cubes
)
doit
ê
tre
encourag
é
– le facteur lim
i
-
tant
é
tant ici l
e
c
oû
t
de
l
e
ur
mise en
œ
uvre
.
Effets de l’isolement et
durée des expériences
Les m
é
socosmes sont par
Gp
ÀQLWLRQGHVV\VW
q
PHVFORV
c
e qu
i
peut const
i
tuer en
soi une limite
à
leur utilisa
-
tion dans la durée.
C
’est le
c
as en part
i
cu
li
er pour
l
es
ULYL
q
UHV DUWLÀFLHOOHV OH
S
OXV
souvent d
é
pourvues de tout
apport provenant
d
e l’amont
e
t/
o
u
de
l’aval
o
u
b
i
e
n
e
nc
o
r
e
d
es
b
erges : en l’a
b
sence
d
’apports exo
gè
nes r
ég
u
-
l
iers, ces s
y
st
è
mes voient
l
eur productivit
é
et la diver
-
s
it
é
de leur
s
communaut
és
dé
cro
î
tre rapidement, ce qui
l
imite la dur
é
e de
s
é
tude
s
.
D
ans les mares exp
é
rime
n
-
tales, une
b
aisse pro
g
res
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s
ive de la diver
s
it
é
et de la
productivité biolo
g
ique, ainsi
qu’un accroissement
d
e la
c
onsan
g
uinit
é
chez certaines
esp
è
ces peut
é
galement
VH
S
URGXLUH (QÀQ GDQV
l
e cas
d
es enceintes
,
les
ph
é
nom
è
nes de turbulence

1
7
ré
duite et l’isolement par ra
p
-
port au reste de l’
é
cos
y
st
è
me
FRQGXLVHQWjXQGpÀFLWHQQ
X
-
triment
s
et
à
une bai
ss
e de
l
’abondance et de la diversit
é
de
s
différente
s
communa
u
-
t
é
s, planctoniques en partic
u
-
l
ier : l’
é
volution de la portion
isol
é
e diverge alors de celle
d
u mili
e
u
e
nvir
o
nnant.
Des mésocosmes aux
écosystèmes naturels
L
a poursuite
d
e ce ra
i
-
s
onnement sur l’int
ég
ration
de la complexit
é
et du r
é
a
-
l
isme
é
colo
g
ique conduit
à
env
i
sager
l
a man
i
pu
l
at
i
on
des
é
cos
y
st
è
mes naturels.
'
ҋXQ LQW
p
U
r
W VFLHQWLÀ
T
XH
p
Y
L
-
d
ent,
d
e telles manipulations
s
ont heureu
s
ement extr
ê
m
e
-
ment encadr
é
e
s
–
s
urtout
s
i
e
lles sont suscepti
b
les
d
e
c
onduire
à
une d
ég
radation
de l’
é
cos
y
st
è
me. Une autre
d
é
marche pourrait s’av
é
rer
particuli
è
rement pertinente :
l
a mise en œuvre
d
’approc
h
es
d’ing
é
nierie
é
cologique sur
des
é
cos
y
st
è
mes tr
è
s d
é
-
g
radés, qui permettraient de
mettre les th
é
ories
à
l’
é
preuve
du monde r
é
el, dans une pers
-
pective directe d’am
é
lioration
des s
y
st
è
mes
.
©
INRA Renne
s