Le plancton, indicateur du changement climatique

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