Réponses du phytoplancton marin aux apports nutritifs : étude expérimentale et appliquée

par Mohamed Adjou

Thèse de doctorat en Chimie marine

Sous la direction de Paul Tréguer.

Soutenue en 2009

à Brest .


  • Résumé

    Les coccolithophoridés et les diatomées sont deux groupes fonctionnels du phytoplancton qui jouent un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques de l’océan mondial. Cette thèse a pour but d’étudier leurs réponses aux apports nutritifs dans l’océan, avec une focalisation particulière sur les métaux traces et le cycle du silicium. Dans une première partie est considérée la coévolution du phytoplancton marin et de l’état redox de l’océan, en conjonction avec la disponibilité des principaux métaux traces au cours des principales ères géologiques. Les réactions d’espèces planctoniques clefs aux apports de nutriments (sels nutritifs) et de micronutriments (métaux-traces), les caractéristiques, le rôle biogéochimique et la biogéographie globale des coccolithophoridés et diatomées sont ensuite revus. La deuxième partie présente la biogéochimie océanique du zinc (Zn), cobalt (Co) et cadmium (Cd) et leurs rôles dans la physiologie des coccolithophoridés. Des expériences in vitro ont été réalisées pour étudier les co-impacts du Zn, Co et Cd sur les taux biologiques (croissance, photosynthèse et calcification) d’un coccolithophoridé type responsable de vastes blooms dans l’océan mondial (Emiliania huxleyi). Ces expérimentations indiquent une limitation de la croissance d’E. Huxleyi par le cobalt et/ou le zinc, alors que le cadmium n’a aucun effet. Le zinc et le cobalt peuvent se substituer mais la demande cellulaire de cette souche est plus élevée en Co qu’en Zn. De plus la limitation par Co et Zn a des impacts physiologiques, avec une modification des rapports stoechiométriques C/N, une diminution du taux de production de carbone organique et une accumulation de calcite.

  • Titre traduit

    Phytoplankton response to nutrients fluxes : experimental and applied studies


  • Résumé

    For the world ocean coccolithophorids and diatoms are phytoplankton groups that play a major role in marine biogeochemistry. This thesis aims to study the impacts of micro- and macro- nutrients inputs of these key microalgae. The first part focuses on marine phytoplankton co-evolution and redox state of ocean in relation with the availability of the principal trace metals during the main geological eras. Responses of coccolithophcrids and diatoms to major nutrients and trace metals inputs, as well as their characteristics, ecology, biogeochemical role and biogeography are reviewed. The second part is firstly dedicated ta cceanic biogeochemistry of zinc (Zn), cobalt (Co) and cadmium (Cd) and its roles in coccolithophorids physiclogy. In vitro experiments were set up te study the co-impact of Zn, Cc, and Cd an the biological rates (growth, photosynthesis and calcification) of a cosmopolitan coccolithophorid that forms large blooms in world Ocean (Emiliania huxleyi). The results show the growth limitation of E. Huxleyi by cobalt and zinc, whereas cadmium levels have no effect. Zinc and cobalt intersubstitute but the cellular requirement of this strain is higher for Ce than Zn. In addition the limitation by Co and Zn have physiological impacts associated to shifts of C/N steochiometry, decrease of organic carbon production and calcite accumulation. The colimitation by Zn and Co in some oceanic regions could impact the carbon biogeochemical cycle through complex mechanisms implying the rain ratio and the ballast effect by calcite. This chapter includes a publication currently in revision.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (168 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 150-168

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  • Cote : TBRC2009/13
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  • Cote : E221-ADJ-R
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