Les efflorescences de phytoplancton “aiment la couleur” - Influence relative de la biodiversité et des interactions trophiques sur les premiers stades de développement des efflorescences phytoplanctoniques – BLIC

BLIC - Les blooms de phytoplancton "préfèrent les eaux colorées" - L'influence relative de la biodiversité et des interactions biotiques sur les premiers stades de développement des efflorescences phytoplanctoniques.

La perte globale de biodiversité est également visible dans les écosystèmes aquatiques. Dans ce contexte, la façon dont la biodiversité affecte certaines fonctions clés des écosystèmes n'est encore que très partiellement comprise.

Il existe quelques études qui suggèrent que la biodiversité du phytoplancton dans les systèmes aquatiques pourraient influencer des fonctions clés. En effet, le phytoplancton participe à environ 50 % de la production primaire mondiale, contrôle les cycles mondiaux d'éléments importants, tels que le carbone ou l'azote, et constitue la base d'importants services écosystémiques tels que la pêche. Le phytoplancton se caractérise par une dynamique particulière, à savoir la capacité d'accumuler rapidement de grandes quantités de biomasse. Ces efflorescences phytoplanctoniques, ou blooms, sont souvent récurrents (par exemple au printemps; ce que l'on appelle les efflorescences printanières) et fournissent une ressource importante pour les niveaux trophiques supérieurs. Ils peuvent être déclenchées par des facteurs externes (par exemple, un apport externe de nutriments, l'eutrophisation). Les efflorescences de phytoplancton sont généralement soutenues par une ou quelques espèces ; dans le cas d'espèces toxiques ou peu comestibles, les efflorescences peuvent avoir des effets négatifs importants sur le transfert d'énergie et de matière dans les réseaux alimentaires.

Une question qui n'a été étudiée que de manière théorique est de savoir si la diversité des communautés phytoplanctoniques a un impact sur la formation de blooms phytoplanctoniques. Plus la diversité augmente, plus la probabilité qu'il y ait, dans la communauté, une espèce capable de monopoliser les ressources et de former des blooms est élevée (effet de sélection). Parallèlement, à mesure que la diversité augmente, la complémentarité et l'efficacité de l'utilisation des ressources peuvent augmenter, et il devient de plus en plus difficile de monopoliser les ressources pour une espèce donnée (effet de complémentarité).

Le projet BLIC vise à étudier spécifiquement cette question en utilisant une approche mécaniste en intégrant différentes échelles de complexité. Dans des expériences de laboratoire contrôlées, des communautés de plus en plus diversifiées sont exposées à des ajouts ("pulse") de nutriments, et l'importance relative des effets de sélection et de complémentarité sera quantifiée. Dans une étape suivante, des communautés naturelles, dont la diversité a été modifiée expérimentalement, seront exposées à des ajouts de nutriments; et on étudiera dans quelle mesure le changement de diversité rend les efflorescences plus probables ou non. Enfin, des expériences en mésocosmes sont prévues avec des communautés phytoplanctoniques naturelles le long de gradients de diversité également naturels. Toutes les expériences se dérouleront de la même manière avec des communautés marines et d'eau douce en laboratoire et sur le terrain.

Outre les approches expérimentales, le deuxième pilier du projet BLIC est l'analyse, via un modèle théorique, de ces questions de recherche. Des modèles mathématiques multidimensionnels basés sur les "traits" analyseront en détails les premiers stades de la prolifération du phytoplancton. Les modèles seront "alimentés" (paramétrisation) par les expériences réalisées et, en retour, ces modèles influenceront également le "design" et la mise en oeuvre des différetes expérimentations; qui pourront par exemple étudier en détails des combinaisons de contraintes environnementales particulièrement intéressantes qui contraignent les efflorescences simulées par le modèle.