Biodiversité et environnement littoral marin

Axe 1

Campagne de terrain en Baie  de Bourgneuf - mars 2013 (crédit photo : Laurent Barillé)

Les microalgues sont à la base du fonctionnement des réseaux trophiques pélagique et  benthique. Elles jouent ainsi un rôle majeur dans les systèmes côtiers qui ont un fonctionnement complexe et des interactions multiples entre les organismes et les facteurs physico-chimiques. Elles sont utilisées par des organismes filtreurs comme les bivalves et représentent une part très significative de leur alimentation. Cependant, les pressions anthropiques affectent ces écosystèmes côtiers par des changements de biomasse et de structure des communautés algales, p.ex. des proliférations de microalgues toxiques dans le compartiment pélagique, qui peuvent s’accumuler dans les espèces consommées par l’homme et présenter un risque pour la santé publique. Dans le compartiment benthique, on rencontre dans les vasières intertidales des peuplements de microalgues regroupées sous le terme de microphytobenthos. Ces peuplements ont fait l’objet de premières approches descriptives, mais leur rôle fonctionnel et leurs interactions avec de nombreux maillons de l’écosystème restent à élucider. Que ce soit pour les microalgues dans la colonne d’eau ou les vasières et les espèces microphytobenthiques, notre projet a pour objectif de mettre l’accent sur la dimension fonctionnelle de ces organismes : rôle trophique, production de toxines, interactions biotiques (allélopathie, liens avec des espèces invasives comme les huîtres sauvages), interactions abiotiques (liens avec les flux de nutriments).

Pour le compartiment benthique, le rôle des facteurs qui structurent les peuplements de microalgues est controversé, en particulier celui des nutriments. Nous proposons donc d’estimer et d’analyser la dynamique de la production primaire, dans le site atelier de la baie de Bourgneuf. Nous étudierons les interactions trophiques et spatiales entre les récifs d’huîtres sauvages et les microalgues du sédiment, la diversité des organismes benthiques qui dépendent de ces interactions, et les oiseaux limicoles. Des zones sans l’influence des huîtres sauvages et cultivées seront aussi analysées. Des travaux en laboratoire seront menés pour comprendre les processus tels que les mécanismes d’autotrophie et d’hétérotrophie chez les microalgues et leur conséquence sur la diversité des peuplements. En complément de cette approche, nous souhaitons donner une dimension supplémentaire proposée par les sciences humaines et sociales, autour de deux notions. D’abord, celle de la biodiversité ordinaire (espèces n’ayant aucun statut de protection) qui caractérise la majorité des organismes que nous allons étudier dans ce compartiment benthique. Ensuite, celle des espèces invasives et de leur situation vis-à-vis du droit, en abordant notamment les grands principes du droit de l’environnement et du droit de la mer.  Les risques d’invasion des côtes européennes par les huîtres sauvages est une préoccupation internationale et nous avons l’ambition de mener des recherches autour des microalgues faisant le lien avec ce phénomène.

Parmi les microalgues du phytoplancton pélagique, nous examinerons la diversité et le fonctionnement des chaînes trophiques des algues toxiques. Les toxines synthétisées par le dinoflagellé Dinophysis sp. et la diatomée Pseudo-Nitzschia sp., accumulées au niveau des glandes digestives des mollusques bivalves, provoquent chez l’homme des intoxications de type diarrhéique et amnésique. Les interdictions de vente des coquillages ont des répercussions socio-économiques importantes. Ce projet a pour objectif de déterminer des facteurs environnementaux provoquant la toxicité de Pseudo-nitzschia sp. et l’influence de tel facteurs sur la relation entre toxicité et mixotrophie chez Dinophysis sp. Les approches utilisées comprendront des expériences de culture au laboratoire et l’analyse statistique des données obtenues in situ sur les organismes en question. La biodiversité des milieux s’exprime en parallèle avec une diversité chimique des organismes ou d’un système entier. Cette chimiodiversité sera étudiée à l’aide d’outils métabolomiques qui seront développés en s’appuyant sur les techniques de la spectrométrie de masse haute résolution, l’échantillonnage passif et le criblage des banques de données sur l’ensemble des composés naturels marins. Ainsi, ces techniques contribuerons à apprécier les risques posés par les métabolites algaux bioactifs, telle que les phycotoxines.

Responsables : Laurent Barillé, Université de Nantes, Emmanuelle Geslin, Université d’Angers & Philipp Hess, Ifremer.