Dynamique spatiale et temporelle de la production primaire de l'estuaire de la Seine

Spatial and temporal dynamics of the primary production in the Seine estuary

• Auteur / Autrice : Jerome Morelle
• Direction : Pascal Claquin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie et biologie des organismes - populations - interactions
• Date : Soutenance le 30/11/2017
• Etablissement(s) : Normandie
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie des organismes et écosystèmes aquatiques (Paris ; 2009-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement de préparation : Université de Caen Normandie (1971-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Lebel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Claquin, Rodney Forster, Yolanda Del Amo, Aude Leynaert, Mathilde Schapira
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rodney Forster

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Teneur en polysaccharides

Carbone 13

Photosynthèse

Fluorimétrie

Plantes benthiques

Phytoplancton

Mots clés libres

Microphytobenthos

PAM

ETR

13C

TEP

EPS

Phytoplankton

Microphytobenthos

Transparent Exopolymeric Particles

Exopolymeric substances

Résumé

Les estuaires, de par leur position stratégique à l'interface entre les eaux continentales et les eaux marines jouent un rôle écologique de première importance et sont le siège de nombreuses activités humaines. L’estuaire de Seine est caractéristique des grands estuaires anthropisés. Le management à long terme de ces écosystèmes soumis à des pressions croissantes réside notamment en une meilleure connaissance de la dynamique spatiale et temporelle des réseaux trophiques estuariens. Le phytoplancton et le microphytobenthos sont les principaux contributeurs de la production primaire (PP) dans ces écosystèmes et sont à la base des réseaux trophiques. Ces compartiments sont souvent réduits à la teneur en chlorophylle du milieu et leur productivité n’a jamais été mesurée à l’échelle de l’estuaire de Seine. L’objectif de ces travaux a été d’estimer la PP de ces compartiments le long du gradient halin. Afin d’accéder à des mesures à une haute résolution spatiale, des mesures de fluorescence modulée (PAM) à haute fréquence ont été couplées à des mesures d’incorporation de carbone (13C) à basse fréquence. Les mesures de production primaire ont été mises en perspective avec la dynamique des paramètres physico-chimiques du milieu et la structure communautés phytoplanctoniques déterminés par différentes techniques (microscopie, cytométrie, biologie moléculaire). La dynamique du carbone excrété sous forme de TEP (Transparent Exopolymeric Particules) et EPS (Exopolymeric substances) a également été étudiée pour chacun des compartiments. Au-delà des méthodologies innovantes mises en place qui montre l’intérêt des mesures à haute fréquence dans ces écosystèmes très dynamiques, ce travail apporte une nouvelle vision de la dynamique du phytoplancton et de la richesse spécifique du microbiome estuarien et apporte une estimation fiable de la production primaire.

The estuaries play an important ecological role and are the site of many human activities because of their strategic position at the interface between continental and marine waters. Seine estuary is characteristic of large anthropized estuaries. Long-term management requires better knowledge of the spatial and temporal dynamics of the estuarine food webs. Phytoplankton and microphytobenthos are the main contributor of primary production (PP) in these ecosystems and are at the basis of trophic food webs. These compartments are often reduced to the chlorophyll concentration and their productivity has never been measured along the Seine estuary. The objective of this study was to estimate the PP of these compartments along the salinity gradient. In order to access to measurements at high spatial resolution, high-frequency measurements of modulated fluorescence (PAM) were coupled to low-frequency carbon (13C) incorporation measurements. The primary production measurements have been put into perspective with the dynamics of the physical and chemical parameters and the structure of phytoplankton communities determined by different techniques (microscopy, cytometry, molecular biology). The dynamics of carbon excreted as TEP (Transparent Exopolymeric Particles) and EPS (Exopolymeric substances) were also studied for each compartment. Beyond the innovative methodologies which demonstrate the interest of high-frequency measurements in these highly dynamic ecosystems, this work provides a new insight into the phytoplankton dynamics and the specific richness of the estuarine microbiome and provides a reliable estimate of primary production.