Variability and plasticity of the nutrition of zooxanthellate jellyfishes : insights from experimental and field studies

par Nicolas Djeghri

Thèse de doctorat en Ecologie marine

Sous la direction de Philippe Pondaven et de Herwig Stibor.

Le président du jury était Frédéric Jean.

Le jury était composé de Philippe Pondaven, Herwig Stibor, Frédéric Jean, Cathy H. Lucas, Fabrice Not, Gauthier Schaal, Pascal Claquin, Delphine Thibault.

Les rapporteurs étaient Cathy H. Lucas, Fabrice Not.

  • Titre traduit

    Variabilité et plasticité de la nutrition des méduses à zooxanthelles : apports expérimentaux et de terrain


  • Résumé

    Alors que la majorité des méduses sont des hétérotrophes strictes, certaines vivent en photosymbiose avec des Dinophyceae autotrophes (« zooxanthelles »). Ces méduses à zooxanthelles, en tant qu’holobiontes, sont mixotrophes, dérivant leur nutrition à la fois de la prédation et de la photosynthèse. Toutefois, l’importance relative de l’autotrophie et de l’hétérotrophie dans la nutrition peuvent varier en fonction de l’ontogénie, de la phylogénie, ou de l’écologie. De telles variations ont d’importantes conséquences pour la dynamique des populations de ces organismes. Il est donc important de pouvoir caractériser la variabilité et la plasticité de la nutrition des méduses à zooxanthelles pour comprendre leur écologie. Au cours de cette thèse, la nutrition des méduses à zooxanthelles a été étudiée par le biais d’expériences de laboratoire et d’observations de terrain. Une première expérience a permis de confirmer des résultats précédents suggérant que la nutrition autotrophe est de faible importance pour les polypes des méduses à zooxanthelles. Une seconde expérience a mis en évidence comment les compositions isotopiques et élémentaires des méduses à zooxanthelles peuvent être utilisées pour étudier leur nutrition. Ces résultats sont ensuite confrontés aux observations de terrain : la nutrition de la méduse à zooxanthelles Mastigias papua a été étudiée dans son environnement naturel (Palaos) via l’étude de leur compositions isotopiques, élémentaires, mais aussi en acides gras. Ces résultats de terrain démontrent l’importante plasticité de la nutrition de Mastigias papua, pouvant aller de la pure hétérotrophie, une autotrophie dominante. L’existence d’une telle plasticité dans la nutrition des méduses à zooxanthelles aide à comprendre certains aspects centraux de leur écologie, tels que leur tendance à former moins de blooms que les méduses sans zooxanthelles, ou leurs réactions aux évènements de blanchissement induit par la température.


  • Résumé

    Whereas most jellyfishes are strictly heterotrophic organisms, some of them undergo a photosymbiosis with autotrophic Dinophyceae (“zooxanthellae”). These zooxanthellate jellyfishes, as holobionts, are mixotrophic deriving nutrition from both predation and photosynthesis. However, the relative importance of autotrophic and heterotrophic nutrition can vary as a function of ontogeny, phylogeny and ecology. Such variations of nutrition have important consequences for the population dynamics of these organisms. It is therefore central to characterize the variability and the plasticity of the nutrition of zooxanthellate jellyfishes to understand their ecology. In this thesis, the nutrition of zooxanthellate jellyfishes was investigated using laboratory experimental systems and field studies. A first experiment allowed to confirm previous findings that autotrophic nutrition is of small importance for the polyp of zooxanthellate jellyfishes. A second experiment assessed how elemental and isotopic compositions of zooxanthellate jellyfishes could be used to study their nutrition. The findings of this experiment are then confronted with results from the field: The nutrition of zooxanthellate Mastigias papua medusae was studied in their natural environments (Palau) through the use of isotopic, elemental but also fatty acids compositions. These field results demonstrate the wide plasticity of the nutrition of Mastigias papua ranging from pure heterotrophy to dominant autotrophy.The existence of such a wide plasticity in the nutrition of zooxanthellate jellyfishes helps to understand some crucial aspect of their ecology such as their generally low ability to bloom relative to non-zooxanthellate jellyfishes, or their reactions to temperature-induced bleaching.


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