Macroinvertébrés benthiques et hyphomycètes aquatiques : diversité et implication dans le fonctionnement écosystémique des cours d'eau de Guinée

par Nathalie Sia Doumbou Tenkiano

Thèse de doctorat en Ecologie fonctionnelle

Sous la direction de Éric Chauvet.


  • Résumé

    Macroinvertébrés benthiques et hyphomycètes aquatiques représentent une part importante de la biocénose des cours d'eau de tête de bassin. D'un point de vue écologique, ils participent au recyclage du carbone organique à travers leur implication dans certaines fonctions écosystémiques telles que la décomposition de la litière. Ce processus est vital pour les cours d'eau forestiers ou bordés de ripisylve. Si celui-ci est aujourd'hui bien étudié en milieu tempéré, la contribution des deux types de décomposeurs (champignons et invertébrés) reste mal comprise en milieu tropical du fait de la variabilité éco-géographique prononcée de ce biome. Cette thèse qui concernait deux régions de Guinée jusque-là inexplorées, la Guinée Forestière et la Haute-Guinée, avait un double objectif. D'une part, il s'agissait de documenter la diversité taxonomique et trophique des communautés de macroinvertébrés benthiques et la composition des assemblages d'hyphomycètes aquatiques. D'autre part, la thèse visait à caractériser le processus de décomposition de la litière et les communautés de décomposeurs associés, notamment dans une perspective de quantification de la contribution de chacun des deux groupes. Cette dernière étude répondait ainsi à l'hypothèse d'une plus grande importance des décomposeurs fongiques aux faibles latitudes en comparaison des latitudes élevées où l'activité des décomposeurs invertébrés est prépondérante. Une étude exploratoire menée sur 12 rivières a révélé une diversité de 45 taxons correspondant à la faune macrobenthique de l'Afrique de l'Ouest, et incluant un nouveau taxon de crustacé pour la Guinée. Les deux régions d'étude se différenciaient dans la composition des groupes trophiques : les déchiqueteurs, essentiellement représentés par les crevettes, étaient dominants dans les cours d'eau de Guinée Forestière, et les racleurs abondaient dans ceux de savane en Haute-Guinée, caractérisés par une faible densité de la végétation riveraine. Par ailleurs, les prélèvements d'eau et d'écume ont décelé la présence de 29 espèces d'hyphomycètes aquatiques. A ces espèces viennent s'ajouter 9 autres identifiées sur les litières lors des expériences de décomposition portant ainsi à 38 le nombre d'espèces identifiées pour la Guinée au cours de cette thèse, dont 12 sont nouvelles pour le continent africain. Les expériences menées dans les deux régions montrent une décomposition rapide, probablement en partie liée à la forte teneur en nutriments des litières, et une faible diversité des décomposeurs associés. Dans les deux cours d'eau temporaires de savane étudiés, les invertébrés associés aux litières étaient absents. Comme une compensation, l'activité des champignons était accrue, lesquels accumulaient une biomasse mycélienne très élevée. La présence de déchiqueteurs potentiels a été notée dans les deux cours d'eau étudiés de Guinée Forestière mais leurs densités étaient faibles. Dans les deux régions, la différence entre les taux de décomposition totale et microbienne était faible, soulignant une importance minime des invertébrés et un rôle majeur des champignons et confirmant notre hypothèse. Il a également été montré au cours de cette thèse que les asséchements des cours d'eau avaient peu d'influence sur le taux de décomposition de la litière. Par ailleurs, une faible diversité des organismes décomposeurs, invertébrés et hyphomycètes aquatiques, ne semble pas altérer le processus de décomposition. Ainsi les lois générales basées sur les facteurs déterminants de la décomposition des litières tels que la qualité du matériel végétal ou un rôle équilibré entre les deux types de décomposeur, ne sont pas nécessairement transposables aux milieux tropicaux. Enfin, les résultats de cette thèse suggèrent que les conséquences du changement climatique sur le recyclage du carbone organique dans les eaux d'Afrique de l'Ouest, région prédite comme très affectée, pourraient être tempérées par la prédominance d'organismes peu vulnérables.

  • Titre traduit

    Benthic macroinvertebrates and aquatic hyphomycetes : diversity and implication in Guinean stream ecosystem functionning


  • Résumé

    Benthic macroinvertebrates and aquatic hyphomycetes are major components of the biocenosis of headwater ecosystems. Both of them contribute to essential ecosystem functions like leaf litter decomposition as part of the organic carbon cycling. Such a process is vital for woodland streams or riparian tree-lined rivers. While this process is very well documented for temperate regions, the contribution of both types of decomposers, i.e. fungi and invertebrates, remains poorly understood in the tropics partly due to the large ecogeographic variability prevailing in this biome. The present thesis dealt with two unexplored regions of Guinea (Forested Guinea and Upper Guinea) and was motivated by a double objective. First, it aimed at documenting the taxonomic and trophic diversity of benthic macroinvertebrate communities together with the composition of aquatic hyphomycete assemblages. The second objective was to characterize leaf litter decomposition and leaf-associated decomposers, particularly in the perspective of quantifying the relative contribution of both decomposer types. The latter study specifically addressed the hypothesis of a greater importance of fungal decomposers at low latitudes compared to higher latitudes where the activity of invertebrate decomposers prevails. An exploratory survey conducted in 12 streams revealed the occurrence of 45 taxa belonging to the macrobenthic fauna of West Africa and including a new genus, Asellus, which completes the list of known crustacean taxa of Guinea. Both regions differed in the importance of the Functional Feeding Groups: shredders, mainly consisting in shrimps, dominated in Forested Guinea whereas scrapers were abundant in the savannah streams of Upper Guinea, which were characterized by scarce riparian vegetation. In stream water and foam, a total of 29 species of aquatic hyphomycetes were identified. Moreover, 9 additional species were found as sporulating on leaves in litter decomposition experiments, which led to a total of 38 species for Guinea with 12 being new for Africa. This thesis thus substantially expanded the list of known species for Africa. The experiments carried out in both regions showed a fast leaf litter decomposition, likely partly due to the high nutrient contents in litter, and a low diversity of leaf-associated decomposers. In the two studied temporary savannah streams, no leaf-associated invertebrates occurred. The latter was apparently compensated by a strong fungal activity as illustrated by very high mycelial biomass accrual. In the two studied streams of Forested Guinea, the occurrence of Caridina africana (Atyidae crustacean) as potential shredder could explain the leaf mass loss due to invertebrates, even though their density remained low. In both regions, the discrepancies between total and microbial decomposition rates were weak, highlighting a minute contribution of invertebrates and a major role of fungi thus supporting our hypothesis. The present results suggest that droughts resulted in low effects on the rate of leaf decomposition. Furthermore, leaf decomposition did not seem to be affected by the poor diversity of decomposers, i.e. invertebrates and aquatic hyphomycetes. Overall, the principles of leaf decomposition control by factors like the quality of leaf litter and the balanced involvement of both decomposer types do not appear to be fully applicable to tropical environments. Finally, the findings of this thesis suggest that the consequences of climatic change on the cycling of organic carbon in the aquatic ecosystems of West Africa, i.e. a region predicted to be particularly affected, could be mitigated by the dominance of organisms exhibiting a low vulnerability.


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Informations

  • Sous le titre : Macroinvertébrés benthiques et hyphomycètes aquatiques : diversité et implication dans le fonctionnement écosystémique des cours d'eau de Guinée
  • Détails : 1 vol. (226 p.)
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