Microbial parasites make cyanobacteria blooms less of a trophic dead-end than commonly assumed

Les parasites sont présents dans tous les écosystèmes et peuvent être à l’origine de changements dans la structure et le fonctionnement des réseaux trophiques. Cependant, à ce jour, nos connaissances concernant les effets des parasites sur la dynamique des réseaux trophiques restent limitées. Dans cette étude, nous analysons le rôle de parasites microbiens (virus de bactéries, phytoplancton et cyanobactéries, et des chitrides parasites des cyanobactéries) sur le transfert d’énergie et le fonctionnement du réseau trophique au cours d’un bloom de cyanobactérie à l’aide d’un modèle d’Analyse Inverse Linéaire. Cette modélisation a permis de mettre en évidence l’importance du broutage sur les bactéries hétérotrophes à travers la voie microbienne (DOC -> bactéries -> consommateurs), ainsi que la dépendance des consommateurs vis à vis des bactéries notamment pendant les blooms de cyanobactéries. Au fur et à mesure que les bactéries deviennent la principale source d'énergie des consommateurs, le système adopte une structure plus complexe, en réseau, s’accompagnant d’une augmentation de l’omnivorie du système. Cette dernière pourrait être à l’origine d’une augmentation de la capacité du système à résister à l’efflorescence des cyanobactéries. Finalement, nous avons également mis en évidence les effets de la destruction des cellules hôtes des cyanobactéries par les chitrides sur la dynamique du réseau trophique. En effet, cette dernière faciliterait le broutage des cyanobactéries et offrirait des voies alternatives aux consommateurs, ce qui augmenteraient la stabilité du système.

Parasites exist in every ecosystem and can have large influence on food-web structure and function, yet, we know little about parasites’ effect on food-web dynamics. Here we investigate the role of microbial parasitism (viruses of bacteria, phytoplankton and cyanobacteria, and parasitic chytrids on cyanobacteria) on the dynamics of trophic pathways and food-web functioning during a cyanobacteria bloom, using linear inverse food-web modeling parameterized with a 2-month long dataset (biomasses, infection parameters, etc.). We show the importance of grazing on heterotrophic bacteria (the microbial pathway: DOC -> bacteria -> consumer) and how consumers depended on bacteria during peak-cyanobacteria bloom, which abundance was partly driven by the viral activity. As bacteria become the main energy pathway to the consumers, the system takes a more web-like structure through increased omnivory, and may thereby facilitate the system’s persistence to the cyanobacteria outbreak. We also showed how the killing of cyanobacteria host-cells by chytrids had important impact on the food-web dynamics by facilitating grazing on the cyanobacteria, and by offering alternative pathways to the consumers. This seemed to increase the system’s ability to return to a mix of trophic pathways, which theoretically increases the stability of the system.