Étude de l’impact des multiples forçages environnementaux sur l’abondance et la structure des populations planctoniques à l’échelle globale et locale à l’aide de l’imagerie quantitative
| Type | : | AP |
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| Nature | : | Production scientifique |
| Au bénéfice du Laboratoire | : | Oui |
| Statut de publication | : | Publié |
| Année de publication | : | 2025 |
| Type de thèse | : | Thèse de Doctorat |
| Date | : | - |
| Nombre de pages | : | - |
| Directeur de thèse | : | Fabien Lombard |
| Université | : | Sorbonne Université |
| Département académique | : | Océnaographie |
| Auteur | : | MERIGUET Zoe |
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| Abstract | : | Le plancton est un constituant essentiel des écosystèmes océaniques, et un compartiment clé pour comprendre les cycles biogéochimiques (Falkowski 1994; Beaugrand et al. 2010; Lombard et al. 2019; Ibarbalz et al. 2019; Martini et al. 2020; Ryabov et al. 2021; Estes et al. 2021)(Falkowski, 1994 ; Beaugrand et al., 2010) ainsi que les flux trophiques océaniques. Les océans abritent une grande diversité d'organismes planctoniques directement soumis aux contraintes environnementales (Ibarbalz et al., 2019) telles que la température, le pH, la quantité de radiation lumineuse ou les multiples limitations en différents macro- (N, P, Si) ou micro-nutriments (métaux traces dont le fer). Cette sensibilité du plancton à leur environnement explique leur réponse très marquée au changement climatique, laissant déjà des changements visibles de biogéographie en fonction de la température (Beaugrand, 2005), ou encore de la position des courants (Borkman et Smayda, 2009). Ces variations font des organismes planctoniques de bon indicateurs et traceurs des modifications physico-chimiques de l’environnement pélagique. En raison de réponses non-linéaires des communautés planctoniques aux changements environnementaux, le plancton serait même un indicateur de changement environnemental plus sensible que les variables environnementales elles-mêmes en amplifiant des variations environnementales subtiles (Taylor et al., 2002). Pour ces raisons, le plancton, qu’il soit autotrophe (phytoplancton) ou hétérotrophe (zooplancton), est qualifié de variable essentielle océanique (Essential Ocean Variables - EOV ; GOOS) et climatique (Essential Climate Variables - ECVs ; GCOS) qu’il convient d’étudier et d’observer notamment dans le cadre de la décade des océans (Estes et al., 2021). Cependant, l’effet de ces différents forçages environnementaux sur le plancton n’est souvent étudié que de manière très fragmentaire, à cause d’un échantillonnage se focalisant sur une gamme de taille de plancton, ou par une analyse se focalisant sur un type taxonomique ou fonctionnel précis mais négligeant les autres. Par ailleurs, les différentes méthodes d’analyses (taxonomiques, biogéochimiques, génomiques) sont souvent difficilement réconciliables pour apporter une vision cohérente à l’échelle de l’ensemble du plancton. A ce titre, les méthodes d’imagerie quantitative permettent de quantifier de manière indiscriminée les différents organismes du plancton, tout en mesurant à la fois leur abondance, morphologie, biovolume (proxy de la biomasse) et taxonomie (Lombard et al., 2019). Ces méthodes ont la particularité d’être inter-calibrables et sont généralement complémentaires d’analyses purement quantitatives (e.g. HPLC, mesure biogéochimiques, cytométrie en flux) ou génomiques (metabarcoding, metagenomique) tout en permettant une étude complémentaire de nombreux traits morphologiques du plancton (e.g. Martini et al., 2020, Ryabov et al., 2021). Ces méthodes d’imagerie quantitatives ont donc la possibilité de servir de passerelle entre les différentes méthodes d’analyse du plancton (taxonomiques, biogéochimiques, génomiques), tout en permettant de fournir une vue intégrée de l’écosystème planctonique en lien avec les processus océanologiques. Le but de la thèse est de s’appuyer sur un grand nombre d’observations, utilisant de manière conjointe de multiples méthodes d’imagerie quantitative couplées à d’autres observations (physiques, chimiques, biogéochimiques, génomiques) pour quantifier le plancton au sens large (du phytoplancton au macroplancton) et d’identifier les différents facteurs environnementaux contrôlant leur abondance et leur structure à plusieurs échelles (taxonomique, fonctionnelle, structure de taille, structure trophique, structuration spatiale, etc.). Les objectifs sont donc (i) d’étudier l’abondance, la composition et la structuration des communautés planctoniques à l’aide de méthodes d’imagerie quantitative permettant notamment une attention particulière sur l’étude des traits morphologiques (taille, forme, couleur) (ii) de mettre en relation ces résultats avec les caractéristiques environnementales notamment la présence de macro et micronutriments (iii) et de mettre en relation les informations quantitatives obtenues avec les données -omiques issues de séquençage haut débit qui donnerons accès à une composition taxonomique plus fine et à une détermination des gènes potentiellement surexprimés en présence/absence de différents nutriments. Cette méthodologie sera appliquée à la fois sur des données de campagnes réalisées ou en cours, permettant de coupler une approche globale (Tara Ocean), à l’échelle d’un bassin océanique (Tara Pacifique, Tara Microbiome) avec des approches locales, ciblant des processus particuliers (campagne TONGA, APERO, MOOSE-GE et série chronologique du point B). Ces différentes campagnes et séries temporelles ont toutes comme particularité d’avoir utilisées 2 à 3 méthodes d’imagerie quantitative (Flowcam, Zooscan, UVP…) en conjonction avec un grand nombre d’autres observations physico-chimiques et biologiques. La grande gamme environnementale et la combinaison d’observations à méso-échelle recouvrant de multiples forçages environnementaux (upwellings, apports de rivières, apports hydrothermaux, effets d’iles) permettra une étude complète de la biodiversité taxonomique, morphologique, génétique et fonctionnelle du plancton en relation avec ces multiples forçages d’origine naturels et/ou anthropiques. |
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| Tags | : | COMPLEx Thèse en préparation |
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Meriguet Z (2025) Étude de l’impact des multiples forçages environnementaux sur l’abondance et la structure des populations planctoniques à l’échelle globale et locale à l’aide de l’imagerie quantitative. Sorbonne Université Océnaographie
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