Structure de la communauté phytoplanctonique des fleuves côtiers en réponse aux contraintes hydrodynamique : une approche basée sur les traits morpho-fonctionnels

par Stéphane Fraisse

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Yvan Lagadeuc et de Myriam Bormans.

Soutenue le 16-07-2013

à Rennes 1 , dans le cadre de École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes) , en partenariat avec UMR 6553 - ECOBIO (Rennes) (laboratoire) et de Université européenne de Bretagne (PRES) .


  • Résumé

    Les traits fonctionnels sont de plus en plus utilisés en écologie pour expliquer les changements de composition et de structure de la communauté phytoplanctonique en fonction des contraintes environnementales. Ce succès tient au fait que les traits fonctionnels sont des caractéristiques reliées aux processus de croissance et de perte des organismes, et qu'ils déterminent ainsi l'occurrence, la dominance ou l'absence d'une espèce dans des conditions environnementales données. Parmi les traits fonctionnels, on distingue les traits morpho-fonctionnels qui présentent l'avantage d'être facilement observables et mesurables. Les approches basées sur les traits morpho-fonctionnels ont majoritairement été utilisées en lac mais pourraient toutefois s'avérer pertinentes en rivière où l'importance relative des contraintes environnementales agissant sur la communauté phytoplanctonique est très variable d'un système à l'autre. L'objectif de cette thèse a donc été de tester l'hypothèse selon laquelle la communauté phytoplanctonique en rivière pouvait être structurée selon les traits morpho-fonctionnels. Dans les rivières étudiées, nous avons montré que la communauté est structurée selon les traits morpho-fonctionnels reliés à la vitesse de sédimentation, en mettant en évidence le rôle clé de la forme des organismes, mais aussi de leur motilité et de leur densité via la présence de mucilage. A travers la sélection de différentes valeurs pour ces traits morpho-fonctionnels, nous avons pu mettre en évidence l'impact majeur de la turbulence sur la communauté phytoplanctonique de ces rivières. L'effet de ce paramètre a été testé expérimentalement en conditions contrôlées sur une communauté simplifiée afin de tester l'hypothèse selon laquelle sous l'effet de la turbulence, la composition de la structure de la communauté pouvait être prédite par les traits morpho-fonctionnels. Les résultats de cette approche expérimentale ont permis de réitérer le rôle clé de la forme dans la structure de la communauté corroborant ainsi les résultats de rivières et ont également souligné le rôle de la plasticité phénotypique. L'approche basée sur les traits a également été testée en estuaires, mais s'est cependant montré infructueuse. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour expliquer ce résultat, notamment l'absence de trait identifié comme étant relié à la salinité.

  • Titre traduit

    Response of phytoplankton community structure to hydrodynamic conditions : a morpho-functional traits based approach


  • Résumé

    Functional traits are increasingly used in ecology to explain changes in the composition and structure of phytoplankton community in relation to environmental constraints. Functional traits are related to growth and loss processes, and thus they determine the occurrence, dominance or absence of species in given environmental conditions. Among the functional traits, morpho-functional traits display the advantage of their ease to be measured. Approaches based on morpho-functional traits were mainly used in lakes, but could however be relevant in rivers where the relative significance of environmental constraints acting on the phytoplankton community varies from one system to another. The aim of this thesis was therefore to test the hypothesis that riverine phytoplankton community could be structured according to morpho-functional features. In the rivers studied, we showed that the community is structured according to morpho-functional traits related to sedimentation rate, highlighting the key role of the shape of organisms, but also of their motility and density via the presence of mucilage. Through the selection of different values for these morpho-functional traits, we highlighted the main impact of turbulence on the phytoplankton community within these rivers. The effect of this parameter has been tested experimentally on a simplified community under controlled conditions in order to test the hypothesis that as a result of turbulence, the composition of community structure could be predicted through morpho-functional traits. The results of this experimental approach helped to reiterate the key role of the shape in community structure thus corroborating the results found in rivers. It also stressed the role of phenotypic plasticity. This approach based on features was also tested in estuaries, but was, however, unsuccessful. Several hypotheses have been proposed to explain this result, including the lack of traits identified as related to salinity.


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