Expérimentation et élevage d’organismes marins 

Les effets de la pollution par les métaux lourds sont très bien documentés à travers le monde et dans tous les écosystèmes sur terre. Au niveau des écosystèmes marins, plusieurs sites côtiers tels que les estuaires et les ports, peuvent accumuler plusieurs types de polluants qui se stockent souvent dans le sédiment. Or, le sédiment est régulièrement mobilisé d’une façon naturelle par les forces hydrodynamiques (marée, tempête, etc.) mais également dans le cadre des travaux de dragage et des aménagements littoraux. Tous ces phénomènes augmentent la biodisponibilité de ces polluants (ainsi que d’autres) pour les organismes aquatiques et en conséquence les polluants se retrouvent bioaccumulés à tous les niveaux trophiques y compris dans les produits consommés par l’homme (poissons, moules, etc.). Toutefois, notre compréhension de l’interaction entre les métaux lourds et la base du réseau trophique (i.e., plancton) reste très limitée et nécessite une approche intégrée et interdisciplinaire. De plus, l’étude des effets cocktails de plusieurs composés chimiques est difficile à mettre en place et surtout au niveau des organismes de très petites tailles comme le phytoplancton ou le zooplancton. Dans IDEAL, nous poursuivons donc l’étude de l’impact des métaux lourds sur les organismes marins, et perfectionnons les cultures de micro-algues et de copépodes pour travailler conjointement sur les effets de polluants sur une chaîne trophique simplifiée composée par le copépode Eurytemora affinis et sa nourriture la micro-algue rouge Rhodomonas salina.

L’effet des Changements du climat lumineux sur les microalgues est étudiée via des expérimentations ex-situ effectuées à l’échelle de la Manche. Elles ont montré que le climat lumineux de différentes masses d’eau rencontrées entre Dunkerque et Brest sur des gradients côte-large contrôlait en premier lieu la photorégulation et la photoacclimatation spectrales des microalgues pélagiques; c’est-à-dire schématiquement la balance des paramètres contrôlant la photosynthèse des microalgues entre les longueurs d’onde bleues, vertes et rouge-orangés (l’essentiel du spectre actif sur la photosynthèse entre 400 et 700 nm). Dans un second temps, il a aussi été montré que les variations du climat lumineux à l’échelle journalière et des cycles de marée pouvaient aussi contrôler les paramètres de la photosynthèse. Ce travail s’est donc focalisé sur l’activité photosynthétique aux plus petites échelles de temps. Dans IDEAL, nous travaillons maintenant sur des échelles de temps plus longues (supérieures à 6-12h) en ajoutant à la photosynthèse la problématique de l’impact des changements de climat lumineux (balance des couleurs de la lumière) sur la biomasse et la biodiversité (structure des communautés naturelles de microalgues). Ainsi la principale question posée ici est : les changements de climat lumineux peuvent-ils conduire via les mécanismes de la photosynthèse à des modifications de biomasse mais aussi de structure des communautés naturelles de microalgues à l’échelle de quelques heures à quelques jours (pour rester réaliste) pour un écosystème donné ? Ces modifications sont-elles réversibles ? Quelles sont les échelles de temps les plus signifiantes ? quels processus photosynthétiques sont les plus sollicités dans l’acclimatation spectrale des microalgues de milieux côtiers tempérés ? Ce type d’étude a des implications directes en écologie côtière. En effet, les écosystèmes côtiers sont soumis à des perturbations anthropiques et climatiques en évolution. Ainsi le changement potentiel de l’intensité et de la qualité de la lumière due à des modifications des apports fluviaux, des fréquences des tempêtes et des courants engendrera-t-elle des changements de groupes phytoplanctoniques dominant une communauté ? Où les microlagues montreront-elles sur de plus longues échelles de temps que la journée des processus de photoacclimatation spectrale (impliquant également la composition pigmentaire) ? L’impact du climat lumineux sur la production des microalgues a déjà été souligné pour la Mer du Nord, via une approche modélisation utilisant la biomasse comme variable centrale mais ici, nous abordons cette question par une approche mécanistique de la photosynthèse et ces conséquences sur la biomasse et la biodiversité.