Modélisation des interactions trophiques entre les producteurs primaires microphytobenthiques et la coque commune (Cerastoderma edule) au sein d’un écosystème estuarien : la Baie des Veys, Normandie, France

par Christiane Rakotomalala

Thèse de doctorat en Physiologie et biologie des organismes, populations, interactions

Sous la direction de Francis Orvain.

Soutenue en 2016

à Caen , dans le cadre de École doctorale Normande de biologie intégrative, santé, environnement (Mont-Saint-Aignan, Seine-Maritime) , en partenariat avec Normandie Université (2015-....) (autre partenaire) .

Le président du jury était Nathalie Niquil.

Le jury était composé de Francis Orvain, Nathalie Niquil, Pierre-Guy Sauriau, Laurent Barillé, Koen Sabbe, Sébastien Lefebvre, Karine Grangeré.

Les rapporteurs étaient Pierre-Guy Sauriau, Laurent Barillé.

mots clés

• Microalgues -- Thèses et écrits académiques
• Coque européenne -- Thèses et écrits académiques
• Bioturbation -- Thèses et écrits académiques
• Sédiments en suspension -- Thèses et écrits académiques
• Chaînes alimentaires -- Thèses et écrits académiques
• Modèles mathématiques -- Thèses et écrits académiques
• Microalgues -- Thèses et écrits académiques

Résumé

Les écosystèmes benthiques sont caractérisés par la complexité des interactions qui existent entre les divers composants du système. Dans cette étude, les interactions trophiques et non-trophiques entre la coque (Cerastoderma edule) et le microphytobenthos (MPB) ont été appréhendées par le biais de la modélisation. Le développement des coques a été analysé à l’aide d’un modèle écophysiologique. La reconstitution du signal trophique a mis en évidence qu’il était essentiel de prendre en compte la diversité alimentaire et que deux sources principales contribuaient au régime alimentaire des coques : le phytoplankton et le MPB. Un modèle de remise en suspension du MPB sous l’effet de la bioturbation des coques a également été développé. Les résultats montrent que la coque intervient significativement dans le processus de remise en suspension et que la biomasse de coques seule est suffisante pour déterminer la quantité de matière resuspendue. Une corrélation positive entre l’intensité de la remise en suspension et la taille des coques a également été observée. Enfin, un modèle de production primaire du MPB intégrant le processus de migration et la production d’EPS (substances exopolymériques) a été utilisé. Les résultats obtenus ont permis de valider le contrôle de la migration par le quota cellulaire interne C:N du MPB. Il a également été démontré que les nutriments peuvent être un facteur limitant la croissance du MPB et que la biodiffusion des nutriments par la faune permet de maintenir la production primaire microphytobenthique.

Titre traduit

Modelling trophic interactions between benthic primary producers and the common cockle (Cerastoderma edule) in estuarine ecosystems (Normandy)

Résumé

Benthic ecosystems are characterised by complex interactions between their constituting compartments. In this study, the trophic and non-trophic interactions between cockle (Cerastoderma edule) and microphytobenthos (MPB) were analysed using modelling approaches. The cockle growth pattern was analysed with an ecophysiological model. Trophic signal reconstruction reinforced the need to integrate food diversity in the diet of cockle whose main components were seen to be phytoplankton and MPB. A model of MPB resuspension in the water column under the bioturbation by cockle was also set up. Results showed that the biomass of cockle significantly determines the amount of suspended material. Moreover, a positive correlation between the intensity of resuspension and the body size of cockles was found. Finally, a model of MPB primary production integrating migration processes and EPS production (Extracellular Polymeric Substances) was applied. Results validated the control of the migration by internal cellular C:N ratio of MPB. Moreover, nutrients could be a limiting factor for MPB growth, and the biodiffusion of nutrients by sediment fauna sustained the microphytobenthic primary production levels.