Impact de la pollution sonore sur les juvéniles de sparidés méditerranéens

Impact of noise pollution on Mediterranean sparid settlers

• Auteur / Autrice : Eugenio Di Franco
• Direction : Paolo Guidetti, Patricia Pierson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement
• Date : Soutenance le 16/12/2021
• Etablissement(s) : Université Côte d'Azur
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ECOSEAS (Nice)
• Jury : Président / Présidente : Mireille Harmelin-Vivien
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Paolo Guidetti, Patricia Pierson, Mireille Harmelin-Vivien, Beatriz Morales-Nin, Giorgio Bavestrello, Gianluca Sarà
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Beatriz Morales-Nin, Giorgio Bavestrello
• DOI : 10.70675/cb1a37a1zde82z47abzb394zf1db2320a191

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pollution par le bruit

Alevins

Sparidés

Physiologie

Comportement animal

Otolithes fossiles

Méditerranée (mer)

Mots clés libres

Pollution sonore

Poissons juvéniles

Physiologie

Comportement

Otolithes

Mer Méditerranée

Noise pollution

Juvenile fish

Physiology

Behavior

Otoliths

Mediterranean Sea

Résumé

L’environnement marin est extrêmement sonore et les animaux marins utilisent ces sons pour plusieurs activités essentielles (e.g., communiquer, s’orienter, se nourrir). Depuis la révolution industrielle, les activités humaines en mer n’ont cessé d’augmenter, ce qui a entrainé la production de sons pénétrant dans le milieu marin. La pollution sonore marine (PSM) anthropogénique se définit comme l’introduction dans l’environnement de sons causant des effets néfastes sur la vie marine. Les impacts de la PSM ont été traditionnellement étudiés sur les mammifères marins et plus récemment sur les poissons et invertébrés. Ces études, effectuées surtout sur des individus adultes, ont montré des effets néfastes de la PSM allant de légers changements comportementaux ou physiologiques jusqu’à des lésions internes ou externes, voire la mort. Cependant, il existe encore de multiples lacunes dans les connaissances qui nécessitent d’être comblées afin de mieux comprendre l’impact de la PSM sur les individus jusqu’aux écosystèmes, cela implique aussi de développer de nouveaux indicateurs et biomarqueurs des perturbations liées à la PSM.Les buts de cette thèse ont été de : 1) passer en revue les informations existantes et les lacunes concernant l’impact de la PSM sur les poissons et invertébrés d’un hotspot de PSM, la Mer Méditerranée ; 2) étudier les relations qui existent entre la PSM et plusieurs variables bioécologiques de sparidés juvéniles (Pisces : Sparidae) directement sur le terrain. Plus précisément, 4 zones ont été étudiées, correspondant à l’habitat d’installation des sparidés et situées le long d‘un gradient de PSM sur la Côte d’Azur (NW de la Mer Méditerranée). Des hydrophones ont été couplés à de l’échantillonnage photographique pour déterminer la PSM. Ensuite, des recensements visuels ont été effectués pour déterminer d’éventuelles relations entre la PSM et la structure de l’assemblage de sparidés juvéniles, la densité des différentes espèces et le comportement grégaire. Enfin, des spécimens de Diplodus sargus et Oblada melanura ont été échantillonnés pour étudier les relations entre la PSM et la croissance, la forme des otolithes, le comportement alimentaire, l’ingestion de microplastiques et les réserves énergétiques.La revue bibliographique a révélé de multiples lacunes (e.g. peu d’études effectuées directement sur le terrain et encore moins étudiant l’impact sur les stades de vie précoces) qui nécessitent d’être comblées afin de mieux comprendre les impacts de la PSM sur la vie marine de Méditerranée. Les recensements visuels ont révélé une relation significative entre la PSM et l’assemblage de sparidés juvéniles, avec la densité d’une espèce qui diminue avec l’augmentation de la PSM, tandis que celle d’autres espèces augmente ou reste inchangée. Les analyses des spécimens échantillonnés ont montré que la PSM n’affecte pas la croissance des individus, mais elle peut modifier la forme des otolithes, les comportements alimentaires et l’ingestion de microplastiques. De plus, des analyses préliminaires ont été effectuées sur le métabolisme énergétique et le comportement grégaire mais elles requièrent plus d’investigations pour en tirer de robustes conclusions. Globalement, ces résultats ont mené à l’hypothèse que la faible profondeur caractérisant l’habitat d’installation (surtout pour les espèces du genre Diplodus) pourrait atténuer la PSM. Cependant, certains résultats suggèrent que les sparidés juvéniles seraient tout de même affectés par la PSM.Etant donné que l’installation est une des phases les plus cruciales dans la vie des sparidés, il est primordial de déterminer les impacts de la PSM sur les juvéniles pour mieux comprendre la persistance et les dynamiques des populations, qui pourraient ensuite affecter des communautés et des écosystèmes entiers. Cette thèse offre ainsi de nouveaux outils, idées et perspectives pour mieux comprendre comment la PSM pourrait affecter les stades de vie précoces de poissons côtiers.

The underwater marine environment is full of sounds which are used by marine animals for many essential activities (e.g., communication, orientation, feeding). Since the industrial revolution, human activities at sea have been ever increasing, inducing the production of sounds underwater. Anthropogenic marine noise pollution (MNP) is defined as the introduction in the environment of sounds producing deleterious effects on marine life. The impacts of MNP have been traditionally studied on marine mammals and more recently on fishes and invertebrates. These studies, mostly conducted on adult individuals, highlighted multiple negative impacts of MNP ranging from mild behavioral or physiological changes up to internal or external injuries and even death. However, there are still important knowledge gaps to fill to better understand the impacts of MNP from single organisms up to entire ecosystems, also implying to develop new indicators and biomarkers of MNP-related disturbance.The aims of the present thesis are: 1) to review the existing information and knowledge gaps about the impact of MNP on fishes and invertebrates in a MNP hotspot represented by the Mediterranean Sea; 2) to assess the relationships between MNP and multiple bio-ecological variables related to settlers of sparid fishes (Pisces: Sparidae) directly in the field. More specifically, 4 locations corresponding to settlement habitats of sparid fishes across a MNP gradient in the French Riviera (NW Mediterranean Sea) have been investigated. Hydrophones have been used in combination with photo-sampling to characterize the MNP in each location. Then, visual censuses have been performed to assess the putative relationships between MNP and the assemblage structure of sparid settlers, single species density and schooling behavior. Finally, specimens of Diplodus sargus and Oblada melanura have been collected to investigate relations between MNP and growth, otolith shape, feeding behavior, microplastic ingestion and energy reserves.The review of the bibliography highlighted multiple gaps in the available knowledge (e.g. few studies have been conducted directly in the field and even less assessed impacts on early life stages) which needed to be filled to better understand the impact of MNP on marine life in the Mediterranean Sea. The results of visual censuses revealed a significant relationship between MNP and the assemblage of sparid settlers, with the density of one species decreasing with increasing MNP, while the density of the other species increased or did not change. The analyses performed on the collected specimens highlighted that MNP does not affect individual growth, while it may modify the shape of otoliths, feeding habits as well as the ingestion of microplastics. Also, some preliminary analyses have been conducted on energy metabolism and schooling behavior, but they require deeper investigations to draw more robust conclusions. Overall, these results led to the hypothesis that the shallow depth of settlement habitats (especially for Diplodus species) may reduce MNP. Nevertheless, some results suggest that sparid settlers might still be affected by MNP.Because settlement is one of the most crucial phases in the life history of sparid fishes, understanding the possible impacts of MNP on settlers is of paramount importance to better understand population persistence and dynamics, which may ultimately affect whole communities and ecosystems. This thesis, therefore, offers new tools, ideas, and perspectives to better understand how MNP may affect early life stages of coastal fishes.