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Les populations de coccolithophoridés en
Atlantique Nord :
saisonnalité et interannualité
Mayi Lekuona
Equipe Biopal
UMR EPOC – DGO, Université Bordeaux1
Opération GEP&CO
(Geochimie, Espèces Phytoplanctoniques et Couleur de
l’Océan; programme PROOF)
Objectifs:
• Décrire la variabilité des
groupes phytoplanctoniques
d’importance biogéochimique
globale
• Comprendre leur réponse à la
variabilité de la circulation
océanique
• Évaluer leur conséquences sur
la géochimie de l’océan
Les coccolithophoridés
• Classe Prymnesiophyceae, Division
Haptophyta
• Algues calcaires unicellulaires
• Taille: 5-50 µm
• Algues type de milieux oligotrophes
• Principaux producteurs de CaCO3 à la surface
des océans
• Contribution majeure aux dépôts de sédiments
calcaires biogènes
• Maximum d’abondance et de diversité à la fin
du Crétacé (63-95 Ma)
Emiliania huxleyi
Gephyrocapsa muellerae
Les coccolithophoridés: Importance
• Marqueurs des masses d’eau
• Grande importance sur le cycle
biogéochimique et le climat:
Albédo de l’océan
Rétention de la chaleur
Albédo des nuages (DMSP)
Cycle du carbone
Communautés fossiles
Reconstruction de paléocirculations océaniques
Reconstruction de paléoclimats
Pourquoi une étude des populations de
coccolithophoridés?
• Placer les différents assemblages dans leur contexte
physico-chimique
• Observer l’évolution saisonnière et interannuelle des
populations
• Créer une base de données utile pour les reconstructions en
paléocéanographie
L’océan Atlantique Nord:
Contexte hydrobiologique
Domaines écologiques
d’après Longhurst, 1993
Méthodes: échantillonage
• Prélèvements toutes les 4h par pompage
via le circuit d’eau de mer du Contship
London
• Passage au travers de filtres membrane
• Séchage
• Conservation dans une boîte de Pétri à
TºC ambiante
Matériels et méthodes
Technique Résultats
Thermosalinographe TºC et S de surface
TECHNICON
Concentration en PO4
2-
, NO3
2-
, NO2
-
et
Si(OH)4
2-
Spectrofluorométrie Concentration en chlorophylle
HPLC
Concentration en pigments marqueurs
(Ex: Fucoxanthine: diatomées; 19’-HF:
coccolithophoridés)
Microscopie optique à lumière
polarisée
Enumération du phytoplancton calcaire
Température (°C)
0
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290 300 310 320 330 340 350 360
Longitude (°)
T(°C)
Salinité
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290 300 310 320 330 340 350 360
Longitude (°)
S
Paramètres physico-chimiques
GFST NADR
GEP&CO E GEP&CO F GEP&CO HGEP&CO G
Silicates(µmol/m3)
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290 300 310 320 330 340 350 360
Longitude (°)
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0
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10
290 300 310 320 330 340 350 360
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Stock totaux
Stock totaux
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Cellules/litre(x1000)
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y = 138,6x + 237,32
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Cellules/litre (x1000)
Biovolumes(x1000mm3/l)
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Longitude (°)
Concentration(µg/l)
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Cellules/litre(x1000)
19'HF Cel/litre(*1000)
Abondances relatives
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20%
40%
60%
80%
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329
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320
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309
306
Longitude (°)
H. carteri
U. sibogae
U. tenuis
C. leptoporus
S. pulchra
Syracosphaera sp.
G. oceanica
G. muellerae
E. huxleyi "grande"
E. huxleyi "fermée"
E. huxleyi "ouverte"
Richesse spécifique et diversité
Campagnes nov. 99 – juil. 00 Campagnes oct. 00 – juil.01
Cel/litre
(x1000)
S H’ J Cel/litre
(x1000)
S H’ J
Automne 58,57 3 0,90 0,54 17,61 2 0,39 0,36
Hiver 45,45 5 1,56 0,69 27,01 5 1,6 0,73
Printemps 103,22 6 1,60 0,63 50,63 5 1,46 0,64
Eté 52,12 4 1,44 0,71 13,24 3 0,66 0,48
1999-2000
0
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40
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100
120
Automne Hiver Printemps Eté
0
0,5
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cel/litre(*1000) H'
2000-2001
0
20
40
60
80
100
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Automne Hiver Printemps Eté
0
0,5
1
1,5
2
cel/litre(*1000) H'
Ici, l’indice de diversité de Shannon-Weaver s’accroît en hiver-printemps car la richesse
spécifique augmente et parce qu’il y a une meilleure équirépartition des espèces.
Variabilité interannuelle
Biomasse de coccolithophores
0
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100
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342
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314
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305
302
296
Cel/litre(*1000)
Nov. 1999 Oct. 2000
Silicates
0
0,5
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349,44
346,15
340,44
336,88
333,68
328,73
325,2
319,92
316,54
313,34
308,42
306,14
300,78
Longitude (°)
Silicates(µmol/m3)
Nov. 1999 Oct. 2000
Nitrates + nitrites
0
0,5
1
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2
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3
345,75
342,15
337,2
333,87
331,15
327,63
324,57
317,85
314,1
308,62
305,07
301,68
296,25
Longitude (°)
Nitrates(mmol/m3)
Température (°C)
10
15
20
25
345,75
342,15
337,2
333,87
331,15
327,63
324,57
317,85
314,1
308,62
305,07
301,68
296,25
Longitude (°)
T°C
Conclusions
• Les coccolithophoridés sont adaptés à des conditions
stables et oligotrophes, mais peuvent montrer un caractère
opportuniste.
• L’utilisation de 19’HF comme pigment marqueur des
coccolithophoridés est assez limitée.
• La richesse spécifique et la diversité dans la zone d’étude
sont faibles. Ces indices montrent une variabilité spatiale
et temporelle.
• La division de l’Atlantique Nord par Longhurst (1998) en
domaines écologiques s’appliquent à la distribution des
assemblages de coccolithophoridés.
• L’espèce Emiliania huxleyi est le taxon dominant des
populations de coccolithophores en Atlantique Nord
(moyennes latitudes).
Prospectives
• Le projet GEP&CO a permis de créer une base de données
saisonnière et interannuelle unique.
• Ce projet s’est achevé en 2002, mais les données obtenues
lors des quatre dernières campagnes n’ont toujours pas été
traitées.
• Il serait intéressant de réaliser une étude de l’influence du
PCO2 et de l’alcalinité sur le développement des
populations de coccolithophoridés.
• Une campagne d’échantillonage à différentes profondeurs
serait également intéressante à fin de comprendre la
distribution de ces populations dans la colonne d’eau.

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Soutenance Coccos.PPT

  • 1. Les populations de coccolithophoridés en Atlantique Nord : saisonnalité et interannualité Mayi Lekuona Equipe Biopal UMR EPOC – DGO, Université Bordeaux1
  • 2. Opération GEP&CO (Geochimie, Espèces Phytoplanctoniques et Couleur de l’Océan; programme PROOF) Objectifs: • Décrire la variabilité des groupes phytoplanctoniques d’importance biogéochimique globale • Comprendre leur réponse à la variabilité de la circulation océanique • Évaluer leur conséquences sur la géochimie de l’océan
  • 3. Les coccolithophoridés • Classe Prymnesiophyceae, Division Haptophyta • Algues calcaires unicellulaires • Taille: 5-50 µm • Algues type de milieux oligotrophes • Principaux producteurs de CaCO3 à la surface des océans • Contribution majeure aux dépôts de sédiments calcaires biogènes • Maximum d’abondance et de diversité à la fin du Crétacé (63-95 Ma) Emiliania huxleyi Gephyrocapsa muellerae
  • 4. Les coccolithophoridés: Importance • Marqueurs des masses d’eau • Grande importance sur le cycle biogéochimique et le climat: Albédo de l’océan Rétention de la chaleur Albédo des nuages (DMSP) Cycle du carbone Communautés fossiles Reconstruction de paléocirculations océaniques Reconstruction de paléoclimats
  • 5. Pourquoi une étude des populations de coccolithophoridés? • Placer les différents assemblages dans leur contexte physico-chimique • Observer l’évolution saisonnière et interannuelle des populations • Créer une base de données utile pour les reconstructions en paléocéanographie
  • 6. L’océan Atlantique Nord: Contexte hydrobiologique Domaines écologiques d’après Longhurst, 1993
  • 7. Méthodes: échantillonage • Prélèvements toutes les 4h par pompage via le circuit d’eau de mer du Contship London • Passage au travers de filtres membrane • Séchage • Conservation dans une boîte de Pétri à TºC ambiante
  • 8. Matériels et méthodes Technique Résultats Thermosalinographe TºC et S de surface TECHNICON Concentration en PO4 2- , NO3 2- , NO2 - et Si(OH)4 2- Spectrofluorométrie Concentration en chlorophylle HPLC Concentration en pigments marqueurs (Ex: Fucoxanthine: diatomées; 19’-HF: coccolithophoridés) Microscopie optique à lumière polarisée Enumération du phytoplancton calcaire
  • 9. Température (°C) 0 5 10 15 20 25 30 290 300 310 320 330 340 350 360 Longitude (°) T(°C) Salinité 31 32 33 34 35 36 37 290 300 310 320 330 340 350 360 Longitude (°) S Paramètres physico-chimiques GFST NADR GEP&CO E GEP&CO F GEP&CO HGEP&CO G Silicates(µmol/m3) 0 1 2 3 4 5 6 7 290 300 310 320 330 340 350 360 Longitude (°) SiOH4(µmol/m3) Nitrates et nitrites (µmol/m3) 0 2 4 6 8 10 290 300 310 320 330 340 350 360 Longitude (°) NO3-NO2(µmol/m3)
  • 10. Stock totaux Stock totaux 0 10 20 30 40 50 60 Oct. 2000 Janv. 2001 Avr. 2001 Juil. 2001 Cellules/litre(x1000) Stock totaux et Biovolumes (Oct. 2000) y = 138,6x + 237,32 R 2 = 0,9534 0 5000 10000 15000 20000 25000 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Cellules/litre (x1000) Biovolumes(x1000mm3/l) 0 0,1 0,2 351348345339335330327324318315310307303299295 Longitude (°) Concentration(µg/l) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Cellules/litre(x1000) 19'HF Cel/litre(*1000)
  • 11. Abondances relatives 0% 20% 40% 60% 80% 100% 354 351 348 342 338 333 329 326 320 317 309 306 Longitude (°) H. carteri U. sibogae U. tenuis C. leptoporus S. pulchra Syracosphaera sp. G. oceanica G. muellerae E. huxleyi "grande" E. huxleyi "fermée" E. huxleyi "ouverte"
  • 12. Richesse spécifique et diversité Campagnes nov. 99 – juil. 00 Campagnes oct. 00 – juil.01 Cel/litre (x1000) S H’ J Cel/litre (x1000) S H’ J Automne 58,57 3 0,90 0,54 17,61 2 0,39 0,36 Hiver 45,45 5 1,56 0,69 27,01 5 1,6 0,73 Printemps 103,22 6 1,60 0,63 50,63 5 1,46 0,64 Eté 52,12 4 1,44 0,71 13,24 3 0,66 0,48 1999-2000 0 20 40 60 80 100 120 Automne Hiver Printemps Eté 0 0,5 1 1,5 2 cel/litre(*1000) H' 2000-2001 0 20 40 60 80 100 120 Automne Hiver Printemps Eté 0 0,5 1 1,5 2 cel/litre(*1000) H' Ici, l’indice de diversité de Shannon-Weaver s’accroît en hiver-printemps car la richesse spécifique augmente et parce qu’il y a une meilleure équirépartition des espèces.
  • 13. Variabilité interannuelle Biomasse de coccolithophores 0 20 40 60 80 100 120 140 160 346 342 337 334 331 328 325 318 314 309 305 302 296 Cel/litre(*1000) Nov. 1999 Oct. 2000 Silicates 0 0,5 1 1,5 2 349,44 346,15 340,44 336,88 333,68 328,73 325,2 319,92 316,54 313,34 308,42 306,14 300,78 Longitude (°) Silicates(µmol/m3) Nov. 1999 Oct. 2000 Nitrates + nitrites 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 345,75 342,15 337,2 333,87 331,15 327,63 324,57 317,85 314,1 308,62 305,07 301,68 296,25 Longitude (°) Nitrates(mmol/m3) Température (°C) 10 15 20 25 345,75 342,15 337,2 333,87 331,15 327,63 324,57 317,85 314,1 308,62 305,07 301,68 296,25 Longitude (°) T°C
  • 14. Conclusions • Les coccolithophoridés sont adaptés à des conditions stables et oligotrophes, mais peuvent montrer un caractère opportuniste. • L’utilisation de 19’HF comme pigment marqueur des coccolithophoridés est assez limitée. • La richesse spécifique et la diversité dans la zone d’étude sont faibles. Ces indices montrent une variabilité spatiale et temporelle. • La division de l’Atlantique Nord par Longhurst (1998) en domaines écologiques s’appliquent à la distribution des assemblages de coccolithophoridés. • L’espèce Emiliania huxleyi est le taxon dominant des populations de coccolithophores en Atlantique Nord (moyennes latitudes).
  • 15. Prospectives • Le projet GEP&CO a permis de créer une base de données saisonnière et interannuelle unique. • Ce projet s’est achevé en 2002, mais les données obtenues lors des quatre dernières campagnes n’ont toujours pas été traitées. • Il serait intéressant de réaliser une étude de l’influence du PCO2 et de l’alcalinité sur le développement des populations de coccolithophoridés. • Une campagne d’échantillonage à différentes profondeurs serait également intéressante à fin de comprendre la distribution de ces populations dans la colonne d’eau.