Interactions prédateur-proie en milieu calme et milieu turbulent : études expérimentales sur des poissons planctonophages

par Mohamed-Sofiane Mahjoub

Thèse de doctorat en Géosciences, Ecologie, Paléontologie, Océanographie

Sous la direction de Sami Souissi, Jiang-Shiou Hwang et de François Schmitt.

Soutenue le 18-10-2010

à Lille 1 en cotutelle avec National Taiwan Ocean University (Keelung, Taiwan) .


  • Résumé

    Les relations prédateur-proie entre larves et juvéniles de poissons d'une part et proies planctoniques d'autre part ont été étudiées expérimentalement. Dans un premier temps, nous avons réalisé des expériences de prédation à petite échelle pour étudier la flexibilité du comportement natatoire des larves de poissons ainsi que l'effet du comportement des zooplanctonctes sur l'interaction prédateur-proie. Des techniques vidéo standard en 2D et 3D ont été utilisées pour déterminer les taux d'ingestion ainsi que les taux de capture à l'échelle de l'individu. Les nages des prédateurs et des proies ont été caractérisées par des descripteurs échelle-dépendants (vitesse, accélération, distance d'attaque, NGDR) et échelle-indépendants(dimension fractale et analyse multifractale). Les résultats ont montré que les larves de mérou passaient d'une nage anisotropique multifractale en absence de proies, à une nage isotropique orientée vers de petits volumes en présence de proies. Ce comportement servirait à optimiser les taux de rencontre dans le milieu naturel où les proies sont distribuées de manière multifractale. Nos résultats ont montré que le comportement de nage des larves de Corégone affectait non seulement le taux de rencontre mais aussi le succès de capture. En effet, les trajectoires les plus complexes avec des attaques lointaines étaient les moins fructueuses. Enfin, l'étude de l'effet du comportement de nage du copépode Eurytemora affinis sur sa vulnérabilité à la prédation a confirmé les résultats théoriques selon lesquels les proies les plus rapides seraient les plus susceptibles à être détectées par les prédateurs. La deuxième partie de ce travail a été dédiée à l'étude expérimentale en grand volume de l'effet de la turbulence sur les performances de prédation des larves de poissons. L'étude des contenus stomacaux de poissons exposés à des niveaux de turbulence croissants ont révélé que la turbulence était préjudiciable aux taux d'ingestion quand les proies proposées étaient non-évasives (Artemia sp.). De plus, il a été démontré que la turbulence réduisait les maxima des taux d'ingestion par les larves de poissons. Enfin, quand les prédateurs sont présentés à des proies évasives (copépodes vivants), les niveaux intermédiaires de turbulence ont été bénéfiques. En effet, à des niveaux turbulents intermédiaires, les avantages dus à la diminution de la capacité de perception chez les proies semblent dépasser les inconvénients de la diminution du succès de poursuite.

  • Titre traduit

    Predator-prey interactions under calm and turbulent conditions : experimental studies on planktivorous fish


  • Résumé

    We experimentally investigated the predator-prey interactions between larval and juvenile fish and their zooplanktonic prey. At first, we conducted small-scale predation experiments to investigate the flexibility of fish larvae search behavior as well as the effect of plankters'swimming behavior on the predator-prey interaction. 2D and 3D video techniques were used to investigate the ingestion rate and the capture success at the individual level. Swimming patterns of both predators and prey were quantified using both scale-dependent (speed, acceleration, fixation distance, net to gross displacement ratio) and scale-independent (fractal dimension, multifractal analysis) metrics. Results revealed that fish larvae switched from an anistropic multifractal search pattern in absence of prey to an isotropic spatially-restricted search behavior when prey were present. We also demonstrated that swimming behavior not only governed the encounter rate but also the capture success. In fact, less complex pursuits associated to attacks triggered from short distances yielded the highest capture successes. The investigation of theeffect of Eurytemora affinis swimming behavior on the vulnerability to Dicentrarchus labrax larvae predation corroborated previous theoretical studies that faster prey are more conspicuous to predation than slower ones. In a second part of this work, we conducted larger scale experiments aiming at the elucidation of the effects of turbulence on the feeding success of fish larvae offered realistic prey densities. The results of gut contents analysis of larval sea bass feeding under increasing turbulence levels revealed that turbulence had negative effects on the feeding rates and maximum food intake of planktonic predators when preying on a non-evasive prey (Artemia sp.). Conversely, when feeding on an evasive prey (live copepod), moderate turbulence was beneficial to fish.


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