Acclimatation et adaptation des algues invasives - une étude de cas avec l'algue brune Sargassum muticum

Acclimation and adaptation of invasive seaweeds - a case study with the brown alga sargassum muticum

• Auteur / Autrice : Alexandra Serebryakova
• Direction : Ester Serrão, Frédérique Viard, Aschwin Engelen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la mer
• Date : Soutenance le 25/10/2017
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Universidade do Algarve
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la nature et de l'Homme - Évolution et écologie (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Adaptation et diversité en milieu marin (Roscoff, Finistère ; 2005-....)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Destombe
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Maria Alexandra Teodósio Chícharo
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabel Sousa Pinto, Ricardo Melo

Mots clés

Mots clés contrôlés

Niche écologique

Biodiversité marine

Algues marines

Mots clés libres

Algues non-indigènes

Acclimatation

Adaptation

Sargassum muticum

Microbiome

Niche écologique

Invasive seaweeds

Sargassum muticum

Ecological niche

Résumé

Les algues non-indigènes ont des impacts sur les communautés naturelles à une échelle mondiale: elles affectent la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes ainsi que les services écosystémiques, avec des conséquences économiques et sociales. Parmi les conséquences de ces introductions sont le déplacement d'espèces indigènes, des compétitions avec des espèces en danger et des effets sur les trajectoires éco-évolutives des espèces des communautés envahies. Bien que crucial pour anticiper le devenir des espèces non-indigènes, comprendre les mécanismes d'acclimatation et d'adaptation agissant post-introduction reste un challenge chez les algues. Au cours de cette thèse, nous avons étudié certains processus d'acclimatation, en particulier le rôle des bactéries associées, et leurs effets, en utilisant comme modèle d'étude Sargassum muticum. Cette algue brune originaire d'Asie, est une espèce emblématique parmi les algues introduites avec une présence du Mexique à l'Alaska en Amérique et du Maroc à la Norvège en Europe. Nous avons effectué une analyse bibliographique des traits et caractéristiques écologiques qui pourraient expliquer son succès. Nous avons ensuite montré que l'acidification n'a pas d'effets significatifs sur les bacteries associées, bien que des changements saisonniers du microbiome aient été observés. Enfin, nous avons utilisé un modèle de niche écologique, intégrant la phénologie, pour prédire la distribution de S. muticum sous deux scénarios de changement climatique. Selon nos résultats, d'ici 2100, la distribution de S. muticum devrait se déplacer vers le nord dans l'hémisphère nord avec des régressions dans certaines zones actuellement occupées.

Non-indigenous seaweeds impact natural communities worldwide, affecting biodiversity, ecosystem functioning, and ecosystem services, resulting in significant economic and social consequences. Among major impacts are the displacement of native species, a threat to endangered species, and effects on ecological and evolutionary processes within the invaded communities. While critical to predict the fate of introduced species, understanding the mechanisms of acclimation and adaptation following introduction represents a great challenge in seaweeds. In this thesis, we investigated some acclimation processes, with an emphasis on the role of associated microbiota, and examined their effects with Sargassum muticum as a model species. This brown seaweed native to Asia, is an emblematic invader among seaweeds, with a distribution now ranging from Mexico to Alaska in America and from Morocco to Norway in Europe. We first reviewed the competitive advantages and traits that may contribute to its invasiveness. We then showed that acidification has no significant effects on associated bacteria, although seasonal changes in the microbiome have been observed. Finally, we applied ecological niche modelling, but innovatively accounting for phenology, to project the distribution of S. muticum under two future climate change scenarios. According to our projections, by 2100 the distribution of S. muticum is expected to shift northwards along its European, North American and Asian distributions with partial retreat from the currently occupied areas.