Soutenance de thèse de :
Pierrick Barbier : " Déterminisme du recrutement des bivalves sous contraintes environnementales et anthropiques"
Vendredi 15 janvier 2016 à 14h
Amphithéâtre Rouelle (Bâtiment de la Baleine, MNHN)
Le jury sera composé de :
Réjean Trembaly, Professeur université du Québec à Rimouski (Canada), Rapporteur
Yves-Marie Paulet, Professeur université Bretagne Occidentale, Rapporteur
Frédéric Olivier, Professeur MNHN, Directeur de thèse
Tarik Meziane, Professeur MNHN, Directeur de thèse
Laure Bonnaud-Ponticelli Professeur MNHN, Examinatrice
Stéphane Pouvreau, Chercheur IFREMER, Examinateur
Abstract:
The goods and services provided by marine benthic ecosystems are partly due to invertebrate populations, such as bivalves, which dominate coarse soft bottoms. The renewal of species with a benthic-pelagic life cycle rely on a successful recruitment, a critical step which involve a set of mechanisms that allow the transition from pelagic to benthic life stages and the survival of juveniles on the substrate. The objective of this present thesis is to analyze the determinism of bivalves recruitment by estimating 1) the role of benthic habitats as a nursery area, 2) the impact of human activities, mainly mussel farming and recreational fishing, and 3) the role of qualitative and quantitative changes of trophic resources available for peri-metamorphic stages, in Chausey archipelago (Normandy) during two bivalves breeding seasons.
Assemblages of bivalve recruits are more diverse and abundant in subtidal than intertidal habitats and their structures depend on the textural nature of substrates. Growth performances of flat oysters juveniles (Ostrea edulis) are similar after two months of immersion in habitats and fatty acids composition of their digestive glands indicates a single source across the archipelago. However, juveniles associated with slipper limpet banks accumulate more fatty acids in their digestive glands than in other habitats reflecting the structuring role of this engineer bivalve species.
Although hand-rake harvesting decreases 50% of primary fixation bivalves and changes the dynamics of rare species, this activity is also beneficial to some deposit-feeder species that colonize raked areas. In response to the heterogeneity of benthic habitat in which they are implanted, mussel-farming constructions alter the composition of recruit assemblages and increase the abundance of some species by a factor of 2 to 4.
At the tidal cycle scale, the lipid composition of POM reflects the successive dominance of several primary producers and heterotrophic groups during high and low tides as well as during flood and ebb phases. It was during ebb that adult bivalves seem to preferentially absorb particulate organic matter (POM). At the seasonal scale, the results shows a classical dynamic patterns of pelagic and benthic algal blooms in this region. At an inter-annual scale, while the difference of POM quality is weak, it is difference of quantity of this pelagic resource that opposes the two sampled years: in 2014, the pelagic food resource is characterized by higher concentrations of microalgae markers compared to 2013, which would partly explain the differences in terms of the overall recruitment success of bivalves that is much higher during 2014.
Finally, the major contribution of this research is the clear identification of the influence of the pelagic resource nature on the triggering of the settlement/metamorphosis phases of bivalves. The increase of the bivalve settlement rate is boosted by the appearance of picoplankton photosynthetic organisms, revealed by the increase of the ratio (16:4ω3 + 18:3ω3)/ω3 and for which we propose the concept of "Picoeucaryotic Settlement Trigger Ratio" ("PST ratio"). In addition, this present work also emphasize the major effect of anthropogenic pressures currently operating on the French coast of the English Channel and the role of some benthic habitats in the renewal of bivalve populations. The knowledge gained here will be the basis of new lines of thinking on environmental management, which is essential to preserve many coastal ecosystem goods and services.
Key words: Recruitment; Bivalve; Trophic resource; Fatty acids; Benthic habitat; Anthropogenic pressure
Résumé :
Les biens et services rendus par les écosystèmes marins benthiques sont en partie assignables aux populations d’invertébrés, tels que les bivalves, qui dominent les fonds meubles grossiers. Le renouvellement des populations d’espèces à cycle de vie bentho-pélagique est attribuable au succès du recrutement, étape cruciale impliquant un ensemble de mécanismes qui interviennent lors du passage de la vie pélagique à la vie benthique et conditionnent la survie des juvéniles sur le substrat. L’objectif de cette thèse est d’analyser le déterminisme du recrutement des bivalves en estimant 1) le rôle des habitats benthiques en tant que zone de nurserie, 2) l’impact des deux activités anthropiques que sont la mytiliculture et de la pêche à pied récréative, et 3) le poids des variations qualitative et quantitative de la ressource trophique disponible pour les stades péri-métamorphiques, dans l’archipel de Chausey (Normandie) au cours de deux saisons de reproduction des bivalves.
Les assemblages de recrues de bivalves sont plus diversifiés et abondants dans les habitats subtidaux qu’intertidaux et leur structure dépend de la nature texturale des substrats. Les performances de croissance de juvéniles d’huitres plates (Ostrea edulis) sont similaires après deux mois d’immersion au sein des habitats et la composition lipidique de leurs glandes digestives indique une source unique à l’échelle de l’archipel. Cependant, les juvéniles associés aux fonds à crépidules accumulent plus d’acides gras dans leurs glandes digestives ce qui traduit le rôle structurant des espèces ingénieurs.
Bien que la pêche au râteau diminue de 50 % la fixation primaire des bivalves et modifie la dynamique d’espèces rares, cette activité est aussi bénéfique à certaines espèces déposivores qui colonisent d’avantage les zones ratissées. En réponse à l’hétérogénéisation de l’habitat benthique sur lequel ils s’implantent, les bouchots à moules modifient la composition des assemblages de recrues et stimulent l’augmentation d’abondance, d’un facteur de 2 à 4, de certaines espèces.
A l’échelle d’un cycle tidal, la composition lipidique de la MOP traduit la dominance successive de plusieurs groupes de producteurs primaires et d’hétérotrophes au cours des phases de marée haute et basse, de flot et de jusant. C’est au cours de cette dernière phase que les bivalves adultes semblent assimiler préférentiellement la MOP. A l’échelle saisonnière, les résultats attestent d’une dynamique classique des patrons d’efflorescences algales pélagiques et benthiques de cette région. A l’échelle interannuelle, bien que la qualité de la MOP diffère peu, ce sont les différences liées à la quantité de cette ressource pélagique qui opposent les deux années de suivi : en 2014, la ressource trophique pélagique est caractérisée par de plus grandes concentrations des marqueurs microalgaux par rapport à 2013, ce qui expliquerait en partie les différences en matière de succès du recrutement global des bivalves bien supérieur en 2014.
Enfin, la contribution majeure de cette thèse est la mise en évidence de l’influence de la nature de la ressource trophique pélagique sur le déclenchement de la phase de fixation/métamorphose des bivalves. L’augmentation du taux de fixation des bivalves est stimulé par l’apparition d’organismes picoplanctoniques photosynthétiques, révélée par l’augmentation du ratio (16:4ω3+18:3ω3)/ω3et pour lequel nous proposons le concept de « Picoeucaryotic Settlement Trigger ratio » (« PST ratio »). En outre, les travaux présentés permettent aussi de conclure sur les effets majeurs des contraintes anthropiques qui s’exercent actuellement sur le littoral français de la Manche et du rôle de certains habitats benthiques dans le renouvellement des populations. Les connaissances acquises dans cette thèse seront à la base de nouvelles pistes de réflexions quant à la gestion de l’environnement littoral essentielle au maintien de nombreux biens et services écosystémiques.
Mots clés : Recrutement ; Bivalves ; Ressource trophique ; Acides gras ; Habitat benthique ; Pressions anthropiques