Soutenance de thèse de Marion Vilain : « Current and future spatio-temporal dynamics of North Atlantic copepod communities – Improving scientific knowledge to support management policies », lundi 9 décembre 2024

Le zooplancton, bien que majoritairement microscopique, forme la base des écosystèmes marins et joue un rôle essentiel au sein du système Terre. Au sein du zooplancton, les copépodes pélagiques sont de minuscules crustacés cyclopes, charismatiques et omniprésents, qui sont sensibles aux changements environnementaux et intègrent les variations des conditions dans lesquelles ils vivent. Ils sont la mémoire vivante des cycles naturels, témoignant de l'hégémonie des changements climatiques mais aussi des nombreux impacts des activités humaines sur le système Terre, depuis des perturbations transitoires jusqu'à des transformations plus profondes et à long terme. Considérés comme des indicateurs pertinents de changement, ils sont des éléments clefs pour les réseaux d'observation marine. Pourtant, et malgré leur importance, force est de constater que le suivi du zooplancton et son expertise taxinomique ont été négligés pendant des décennies dans les politiques environnementales, la priorité étant donnée à la surveillance côtière du phytoplancton pour l'évaluation de la qualité de l'eau. Pour combler cette lacune de connaissances, l'étude de la dynamique des communautés de copépodes dans l'océan Atlantique Nord – soutenue par des données de suivis à long terme – peut considérablement renforcer notre compréhension (1) des principaux facteurs écologiques et environnementaux régissant leur distribution, permettant (2) d'anticiper leur répartition future face aux changements climatiques et (3) de guider des stratégies de gestion pour une action environnementale proactive. Le premier chapitre de cette thèse explore les patrons de distribution des communautés de copépodes à une échelle macroécologique, en se concentrant sur la variabilité associée aux migrations verticales nycthémérales. Cette étude révèle un partitionnement écologique de l'Atlantique Nord, avec des niveaux de diversité fonctionnelle distincts, révélant des caractéristiques environnementales marquées et des zones de transition dynamiques. En s’appuyant sur ces résultats, le deuxième chapitre modélise les niches écologiques des communautés identifiées, et anticipe leur dynamique et leurs changements d'ici 2050. Des changements écologiques significatifs, tels que des déplacements et des réorganisations, devraient s'accélérer au cours des 30 prochaines années, le rythme des réponses des communautés aux changements climatiques variant d'une région à l'autre. Les zones de transition émergent comme des points chauds de changement, marquant les limites des aires de répartition des communautés. Cette recherche s’inscrit dans un dialogue élargi entre science et gestion, en cohérence avec les objectifs des directives environnementales européennes actuelles (ex. DCSMM, DCE). Des recommandations sont proposées en troisième chapitre de cette thèse pour renforcer la portée opérationnelle de ces résultats. Face aux bouleversements en cours qui menacent de transformer radicalement le système Terre, l'écologie doit davantage éclairer l’action publique et nous guider vers une voie de résilience.

Zooplankton, although mostly microscopic, form the foundation of marine ecosystems and play essential roles within the Earth System. Among them, pelagic copepods are tiny, charismatic, ubiquitous cyclops-like crustaceans which are sensitive to environmental changes, and integrate them effectively. They are the living memory of natural cycles, bearing witness to the hegemony of climate change but also to the various impacts of human activities on the Earth System, from transient disturbances to long-term and profound transformations. Considered as relevant indicators of change, they are key components of marine observation networks. But despite their importance, zooplankton monitoring and taxonomic expertise have been sidelined for decades in environmental policy, with priority given to phytoplankton coastal monitoring regarding water quality assessment. To fill this knowledge gap, the study of copepod community dynamics in the North Atlantic Ocean – supported by extensive, long term monitoring data – can significantly enhance our understanding of (1) the key ecological and environmental drivers of copepod distribution, making it possible to (2) anticipate their future distribution under climate change and (3) inform management strategies for proactive environmental action. The first chapter of this thesis explores copepod community distribution patterns at macroscale, focusing on the variability associated with diel vertical migrations. This study reveals an ecological partitioning of the North Atlantic with distinct functional diversity levels, and highlights robust environmental features and dynamic transition zones. Building on these results, the second chapter models the ecological niches of the identified communities and forecasts their dynamics and changes by 2050. Significant ecological changes, such as shifts and reorganisations, are expected to accelerate over the next 30 years, with the pace of community responses to climate change varying across regions. Transition zones emerge as hotspots for change, marking the edge of community ranges. This research contributes to a broader dialogue between science and management, aligning with the objectives of current European directives. In the third and final chapter, recommendations are proposed to improve the relevance of these results and make them more actionable. As we face escalating changes that threaten to reshape the Earth System, ecology must increasingly inform public action and guide us towards a path of resilience.