LIttoral ENvironnement et Sociétés (LIENSs) - UMR 7266

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Résumés de publications récentes....

© Laura Sheare

Les concentrations de mercure ont augmenté de près de 60% en un siècle chez un oiseau marin tropical, la sterne fuligineuse

Le mercure (Hg) est un contaminant naturel dont les rejets ont fortement augmenté dans l’environnement du fait de l’industrialisation et de l’utilisation des combustibles fossiles. Cette augmentation se retrouve dans les tissus des prédateurs supérieurs qui le bioaccumule. D’autres activités humaines comme la pêche sont également susceptibles d’influencer la contamination au Hg dès lors qu’elles modifient les réseaux trophiques ou l’accessibilité des proies, notamment pour les oiseaux qui profitent des thons et des dauphins pour s’alimenter. Enfin, les changements globaux peuvent impacter le cycle du Hg, sa biodisponibilité et son intégration dans les réseaux trophiques. La sterne fuligineuse est l’oiseau tropical le plus abondant. Nous avons mesuré le Hg dans les plumes de sternes provenant de la colonie de l’île d’Ascension sur des oiseaux capturés récemment et d’autres conservés dans les collections des musées d’histoire naturelle depuis le XIXème siècle, entre 1876 et 2021. Les concentrations de Hg dans les plumes des sternes d’Ascension ont augmenté de 59% entre 1920 (1,2 µg/g) et 2020 (2,0 µg/g). Les concentrations de Hg dans les plumes étaient positivement associées aux valeurs de δ15N (un proxy de la position trophique des oiseaux) avec une augmentation marquée après la Seconde Guerre Mondiale, en lien avec l’augmentation des températures de surface dans le contexte du réchauffement global. Cette augmentation est à mettre en lien avec l’avènement de la pêche industrielle au thon dans cette région. En effet, la réduction des interactions avec les thons qui ramènent les proies des sternes vers la surface aurait contraint cet oiseau à modifier son régime alimentaire, conduisant à une forte diminution de leur population sur l’île d’Ascension. Ce changement d’alimentation constitue un des facteurs expliquant l’augmentation de leur contamination par le Hg.

Cusset F, Reynolds SJ, Carravieri A, Amouroux D, Asensio O, Dickey RC, Fort J, Hughes BJ, Paiva VH, Ramos JA, Shearer L, Tessier E, Wearn CP, Cherel Y, Bustamante P (2023) A century of mercury : Ecosystem-wide changes drive increasing contamination of a tropical seabird species in the South Atlantic Ocean. Environmental Pollution, 323 : 121187.

 

Une espèce de ver marin nouvelle pour la Science : Platynereis jourdei Teixeira, Ravara, Langeneck & Bakken 2022

Nouvellement décrite pour la Science Platynereis jourdei, comme son nom l’indique, met à l’honneur Jérôme Jourde, biologiste du LIENSs. Un aéropage international de biologistes (Brésil, Espagne, Grèce, Italie, Norvège, Pologne, Portugal et Suède) a permis cette description. Tous travaillaient pour une meilleure définition du complexe d’espèces associées à Platynereis dumerilii décrite des côtes rochelaises par Audouin & Milne Edward en 1833.

Jérôme Jourde a contribué bénévolement à ce travail par la collecte minutieuse de 17 individus de Platynereis dumerilii sur l’estran de Chef de Baie près de La Rochelle. Tous les spécimens identiques ou très similaires à cette espèce et collectés sur d’autres sites en France, Europe et Afrique de l’Ouest ont ensuite été soumis à une triple expertise morphologique, moléculaire et biostatistique. Cette approche de taxinomie intégrative teste ce qui se nomme aujourd’hui une « hypothèse d’espèce ». La robustesse de « l’hypothèse Platynereis jourdei » repose sur des distances génétiques et des différences morphologiques jugées significatives avec les autres espèces de Platynereis. La biogéographie de Platynereis jourdei est limitée à ce jour à la Méditerranée occidentale. Le nom d’espèce « jourdei » suit, quant à lui, la règle de la nomenclature zoologique internationale qui utilise le « i » du gérondif latin pour attribuer un nom d’auteur à une espèce.
Jérôme Jourde s’inscrit ainsi dans une longue tradition de collaboration entre biologistes. Déjà au XIXème siècle, à l’époque de Audouin et Milne Edwards, Charles-Marie d’Orbigny collectait des échantillons sur le littoral rochelais. Il adressait avec discernement ses précieuses trouvailles à Georges Cuvier au Museum national d’Histoire naturelle de Paris. Plusieurs des échantillons collectés par d’Orbigny ont ainsi permis à Audouin et Milne Edwards, de Quatrefages ou encore Savigny de décrire des espèces nouvelles pour la Science et issues des environs de La Rochelle.
Ce travail collaboratif, à plusieurs siècles de distance, montre que malgré tous les bouleversements subis par le littoral rochelais, il reste possible de pouvoir y collecter, de nos jours, des échantillons vivants d’espèces décrites lors de l’essor des Sciences naturelles au XIXème siècle. Pouvoir le faire à l’avenir et pour d’autres espèces repose sur l’efficacité des actions publiques de préservation et conservation des habitats marins et de leur biodiversité.

Teixeira, M.A.L., Langeneck, J., Vieira, P.E., Hernández, J.C., Sampieri, B.R., Kasapidis, P., Mucciolo, S., Bakken, T., Ravara, A., Nygren, A. & Costa, F.O., 2022. Reappraisal of the hyperdiverse Platynereis dumerilii (Annelida : Nereididae) species complex in the Northern Atlantic, with the description of two new species. Invertebrate Systematics, 36 (11) : 1017-1061.

 

PHOTO : Kadir Van Lohuizen/Noor/Red Ux

Renforcer la recherche sur l’adaptation au climat à l’échelle mondiale

Les réponses politiques en matière d’adaptation au changement climatique ne sont toujours pas à la hauteur du défi posé par l’accélération du changement climatique et de ses impacts. Cet article s’appuie sur quelques grandes conclusions du récent rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec ; 6e rapport d’évaluation du groupe de travail II) pour mettre en avant le besoin à la fois de davantage de recherche interdisciplinaire, à l’échelle globale, sur le sujet de l’adaptation ; et d’une meilleure coordination internationale de ces efforts.

Policy responses to address the climate change challenge are not at scale globally. This paper builds on some recent conclusions by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC, 6th Assessment Report, Working Group II) to identify areas of progress on both enhancing interdisciplinary research globally and a better international coordination of such scientific efforts.

Magnan, A. K., Zawati, M. N. H., Anisimov, A., & Duvat, V. K. (2022). Strengthen climate adaptation research globally. Science, 376(6600), 1398-1400.

 

Langouste diablotin

Longlegged spiny lobster (Panulirus longipes)

Le potentiel de compétition trophique/alimentaire entre trois espèces de prédateurs benthiques (langoustes) augmente sous l’effet de la dégradation d’habitat

La qualité des habitats marins et des proies ingérées sont des paramètres essentiels au maintien de prédateurs marins tels que les langoustes. Pour ces espèces benthiques qui vivent dans les récifs rocheux ou coralliens, le type d’habitat et sa complexité sont d’autant plus importants qu’elles utilisent les crevasses de récifs pour se protéger des prédateurs le jour, et qu’elles sortent la nuit pour se nourrir sur une grande diversité de proies benthiques (càd. sur les fonds marins). Or, les récifs coralliens font partie des écosystèmes les plus impactés par le dérèglement climatique, et la capacité des langoustes à s’adapter aux modifications de leurs habitats est encore peu documentée. De plus, une diminution des proies de bonne qualité, associée à la dégradation d’habitat, peut entraîner une compétition trophique/alimentaire entre des espèces qui partagent les mêmes ressources alimentaires et/ou habitats. Dans cette étude, nous avons identifié les niches trophiques/alimentaires de trois espèces de langoustes présentes aux Seychelles (Océan Indien) avec différents marqueurs écologiques (profils en acides gras et isotopes stables du carbone et de l’azote), et calculé le pourcentage de recouvrement de ces niches afin d’évaluer le potentiel de compétition entre ces espèces. L’effet du type d’habitat (récifs rocheux vs récifs coralliens) et de sa dégradation (suite à un épisode de blanchiment des coraux) sur le potentiel de compétition a également été testé. Nos résultats suggèrent que la plus large des trois espèces de langouste pourrait avoir une capacité d’adaptation supérieure aux deux autres espèces grâce à son régime alimentaire plus varié. De plus, la fréquence et la gravité des futurs épisodes de blanchiment des coraux, dus principalement au dérèglement climatique, pourrait augmenter à terme le potentiel de compétition trophique entre les trois espèces.

Sabino, M.A., Govinden, R., Pethybridge, H., Blamey, L., Le Grand, F., Sardenne, F., Rose, M., Bustamante, P., Bodin, N. (2021) Habitat degradation increases interspecific trophic competition between three spiny lobster species in Seychelles. Estuarine, Coastal and Shelf Science 256, 107368.

 

Ulva australis de Concarneau, la base ridée du thalle est indiquée mais la morphologie générale est celle des ulves foliacées. (cliquer sur l’image pour agrandir)

In typo veritas : histoire à suspens de l’algue verte Ulva australis sur nos côtes

Les espèces introduites jouent encore une fois à cache-cache avec les biologistes marins. Dissimulée sous cinq noms différents, Ulva australis décrite d’Australie en 1854, Ulva pertusa décrite en 1897 du Japon, à plus de 7000 km, puis de l’autre côté du globe en Europe, Ulva lactuca décrite par Linné en 1753, Ulva rigida décrite d’Espagne en 1823 et Ulva rotundata décrite d’Italie en 1969, c’est une macroalgue verte qui participe aux marées vertes de nos côtes atlantiques comme détecté dès la fin des années 1990 en Bretagne.
Cinq noms, cinq origines biogéographiques et pourtant une seule et unique identité génétique masquée, il est vrai, par des interactions algues-bactéries. Celles-ci sont connues pour intervenir sur la morphogenèse du thalle et camoufler les différences morphologiques spécifiques. La solution à cet écheveau taxinomique basé sur la seule morphologie a émergé à la fin des années 1990 grâce à la biologie moléculaire.
Les spécimens déposés comme matériel type dans les Muséums de référence du monde entier ont pu être caractérisés par différents marqueurs. Cela a enfin permis de débroussailler les synonymies et de nommer l’espèce. C’est Ulva australis Areschoug originaire du Pacifique asiatique. Nous avons réexaminé l’histoire de son introduction en France grâce à l’utilisation de multiples marqueurs moléculaires. Le transport maritime Asie-Europe, dès le début du XIXème siècle, a été le vecteur primaire d’introductions à répétition alors que le commerce ostréicole contemporain est probablement un vecteur secondaire de propagation.

Sauriau P-G, Dartois M, Becquet V, Aubert F, Huet V, Bréret M, Viricel A & Pante E. 2021. Multiple genetic marker analysis challenges the introduction history of Ulva australis (Ulvales, Chlorophyta) along French coasts. European Journal of Phycology : 1-13.

 

A partir de quand et pourquoi le changement climatique rendra-t-il les atolls inhabitables ?

Les menaces que le changement climatique fait peser sur l’habitabilité future des atolls (Maldives, Kiribati, Tuvalu, Tuamotu, etc.) ont jusqu’à présent été principalement traitées à partir de travaux de modélisation. Ces travaux prennent en compte deux facteurs de pression, l’élévation du niveau marin et l’intensification des vagues de tempête, et évaluent leurs impacts en termes de submersion et d’érosion suivant différents scénarios climatiques, le plus souvent à partir d’une étude de cas localisée.
Dans cette revue de littérature transdisciplinaire, nous évaluons le risque de perte d’habitabilité des atolls à partir d’une définition élargie de l’habitabilité (qui repose sur cinq piliers : la surface émergée disponible, la ressource en eau, les ressources alimentaires, l’environnement bâti et les activités économiques) et de la prise en compte de l’ensemble des pressions climatiques (élévation du niveau marin, évolution des précipitations, oscillations océan-atmosphère, évolution des phénomènes extrêmes tels que les cyclones, réchauffement et acidification des océans) qui pèsent sur ces territoires. Le risque est évalué pour des îles urbaines (Fogafale à Tuvalu et Male’ aux Maldives) et rurales (Nolhivaranfaru aux Maldives et Tabiteuea à Kiribati) des océans Pacifique et Indien, suivant les scénarios climatiques RCP2.6 et RCP8.5, à deux horizons temporels (2050 et 2090) et selon un scénario d’adaptation modérée. Les résultats montrent que les atolls du Pacifique Occidental sont les plus menacés par une perte d’habitabilité, en raison de risques cumulés de déstabilisation physique des îles, de réduction des ressources en eau douce et alimentaires, et de l’impact économique de la baisse des stocks de pélagiques. La perte d’habitabilité des atolls du Pacifique Central sera moindre (notamment en raison d’une déstabilisation moins forte des îles et d’une augmentation des stocks de pélagiques). Dans l’océan Indien, la perte d’habitabilité sera principalement due à la déstabilisation physique des îles exacerbée par la dégradation rapide de l’écosystème récifal. Même une île protégée par un double système de défenses comme Male’, capitale des Maldives, verra son habitabilité se réduire dans la seconde moitié du 21ème siècle.

Duvat V.K.E., Magnan A., Perry C.T., Spencer T., Bell J.D., Wabnitz C., Webb A. P., White I., McInness K.L., Gattuso J.-P., Graham N.A.J., Nunn P.D., Le Cozannet G., 2021. Risks to future atoll habitability from climate-driven environmental changes. WIREs Climate Change, wcc.700.

 

Pétrel géant subantarctique des Îles Crozet

© Paco Bustamante

Les oiseaux marins détoxifient le méthylmercure neurotoxique en le minéralisant sous forme de séléniure de mercure (HgSe)

Du fait de leur position élevée dans les réseaux trophiques et de leur longévité, les oiseaux marins présentent des concentrations très élevées de méthylmercure dans leurs tissus. Les oiseaux marins éliminent une partie de ce méthylmercure à chaque fois qu’ils renouvellent leur plumage, le mercure se fixant sur la kératine de leurs plumes. Cette élimination périodique n’est toutefois pas suffisante pour contrecarrer les effets néfastes de ce toxique. Aussi, ont-ils développé un mécanisme de minéralisation qui consiste à associer le mercure au sélénium pour former des granules de séléniure de mercure insoluble (HgSe) appelé tiémannite. La tiémannite a été identifiée dans les tissus (foie, muscles, reins, et cerveau) d’un oiseau marin, le pétrel géant, avec des grains dont la taille augmente avec la concentration en mercure. Un complexe tétrasélénolate (Hg(Sec)₄) a été identifié dans les tissus, associé probablement à une protéine riche en sélénium, la sélénoprotéine P. Cette protéine jouerait un rôle clé dans la nucléation des grains de HgSe. Les nanocristaux de tiémannite croîtraient ensuite par auto-assemblage des protéines mercurées. Ces observations montrent le rôle clé du sélénium et des sélénoprotéines dans le processus biochimique de déméthylation du méthylmercure.

Albatros à tête grise

© Jean-Baptiste Thiébot CEBC/IPEV

L’exposition chronique au mercure de l’albatros à tête grise impacte ses capacités à se reproduire

Lorsque ses concentrations sont élevées, le mercure peut avoir une influence négative sur la physiologie et la démographie des oiseaux marins. Parmi ceux-ci, les albatros montrent les charges de mercure les plus élevées de toutes les autres familles aviaires. Chez les albatros à tête grise (Thalassarche chrysostoma) se reproduisant en Géorgie du Sud, les concentrations de mercure dans les plumes augmentent avec le niveau trophique et les oiseaux qui s’alimentent dans les eaux subtropicales et subantarctiques sont plus exposés que ceux qui se nourrissent dans les eaux antarctiques. Indépendamment de ces facteurs, les concentrations de mercure dans les plumes des albatros ont été multipliées par trois au cours des 25 dernières années. Le mercure ne semble pas avoir d’effet sur la reproduction chez les femelles alors que chez les mâles, les oiseaux qui échouent à se reproduire sont ceux qui ont les plus fortes concentrations.

Mills WF, Bustamante P, McGill RAR, Anderson ORJ, Bearhop S, Cherel Y, Votier SC, Phillips RA (2020) Mercury exposure in an endangered seabird : long-term changes and relationships with trophic ecology and breeding success. Proceedings of the Royal Society B, 287(1941) : 20202683.

 

rhinoceros auklet

© Kyle Elliott

La variation saisonnière de la contamination au mercure (Hg) chez les oiseaux marins Arctiques.

Bien qu’éloigné des activités humaines intensives, de fortes concentrations de mercure (Hg), neurotoxique affectant la santé humaine et animale, sont mesurées en Arctique. Ce sont chez les prédateurs supérieurs comme les oiseaux marins, trouvés en fin de chaine alimentaires, qu’on en mesure les plus fortes concentrations. La plupart des connaissances actuelles sur la contamination au Hg des oiseaux marins Arctiques concerne la période de reproduction, lorsque les oiseaux se regroupent à terre, en large colonie, où ils sont plus facilement accessibles. Cependant, la période de non-reproduction est une période critique de leur cycle de vie et doit donc être étudiée afin de mieux comprendre les risques associés à ce polluant sur leur survie.
Dans cette étude, nous avons utilisé neuf espèces d’oiseaux marins à l’échelle pan-Arctique, ainsi que des plumes spécifiques informant sur la contamination au Hg durant la période de reproduction et de non-reproduction. Les résultats nous indiquent que les oiseaux sont exposés à des contaminations plus importantes en période de non-reproduction. Nous avons également mis en avant des variations spatiales. En effet, nous avons trouvés des concentrations différentes entre l’Arctique Atlantique et Pacifique. De plus, les oiseaux se reproduisant dans l’Ouest-Atlantique Arctique semblent être exposés à des risques de toxicité plus important que les populations se reproduisant ailleurs en Arctique.

Albert C., Helgason H.H., Brault-Favrou M., Robertson J., Descamps S., Amélineau F., Danielsen J., Dietz R., Elliott K., Erikstad K. E., Eulaers I., Ezhov A., Fitzsimmons M.G., Gavrilo M., Golubova E., Grémillet D., Hatch S., Jakubas D., Kitaysky S., Kolbeinsson Y., Krasnov Y., Lorentsen S-H, Lorentzen E., Mallory M.L., Merkel B., Merkel F.R., Montevecchi W., Mosbech A., Olsen B., Patterson A., Provencher J., Huffeldt N.P., Plumejeaud C., Pratte I., Reiertsen T.K., Renner H., Rojek N., Romano M., Strøm H., Systad G.H., Thórarinsson T.L., Will A.W., Wojczulanis-Jakubas K., Bustamante P., Fort J. (2021) Seasonal variation of mercury contamination in Arctic seabirds : a pan-arctic assessment. 750(2021)142201 The Science of the Total Environment.


 

Un filtre directionnel est représenté par une fenêtre de taille variable dont les éléments sont affectés d’un poids dépendant de la direction choisie par le manipulateur. Cette fenêtre ou masque se déplace sur l’image à traiter, ligne par ligne, colonne par colonne, et calcule la nouvelle valeur du pixel central. Les zones uniformes de l’image sont ramenées à la valeur zéro alors que les zones hétérogènes présentent des contours clairs. Le filtre directionnel accentue les caractéristiques de l’image dans une direction spécifique (gradient), donnant un effet de relief plus ou moins accentué. L’application de ce filtre sur des images satellites, à très haute résolution, post-cyclone, a permis de détecter, cartographier et analyser les impacts du cyclone tropical de catégorie 5, Fantala (avril 2016), sur l’atoll de Farquhar aux Seychelles. Cette technique a complété le travail de terrain et l’évaluation multi-dates des changements du littoral. Elle a notamment facilité la détection du pied de plage post-cyclone et la validation de sa numérisation dans les zones d’incertitude ainsi que la détection de la limite intérieure des dépôts cycloniques sur l’île herbeuse de Goëlettes et les traînées sédimentaires au niveau du platier.

N. Volto, V. K.E. Duvat (2020). Applying Directional Filters to Satellite Imagery for the Assessment of Tropical Cyclone Impacts on Atoll Islands. J. of Coastal Research, 36(4):732-740

La méthode du GNSS/Acoustique permet de positionner des points sous-marins en combinant un positionnement GNSS pour le segment aérien et acoustique pour le segment sous-marin. Dans cet article, nous avons quantifié l’apport de données additionnelles tels que la profondeur des balises acoustiques ou la distance entre les balises pour l’obtention d’un positionnement centimétrique.

Sakic, P., V. Ballu, J.-Y. Royer, A Multi-Observation Least-Squares Inversion for GNSS-Acoustic Seafloor Positioning, 12, 448 ; doi:10.3390/rs12030448, Remote sensing, 2020

 

Dans le delta du Gange-Bramapoutre, la subsidence actuelle, liée à la surcharge sédimentaire Holocène, est amplifiée par la présence de structures d’origine tectonique.

Dans le delta du Bengale, la montée du niveau marin d’origine climatique se combine avec des mouvements du sol qui sont liés à l’histoire tectonique et sédimentaire de la région. Un afflux massif de sédiments a eu lieu à l’Holocène et le manteau terrestre continue à s’ajuster à cet excès de charge. Ces mouvements sont amplifiés par endroit en raison de la présence d’une zone de subduction et de variations rhéologiques associées.

Krien, Y., M. Karpytchev, V. Ballu, M. Becker, C. Grall, S. Goodbred, S. Calmant, C.K. Shum, and Z. Khan, Present-day subsidence in the Ganges-Brahmaputra-Meghna Delta : eastern 1 amplification of the Holocene sediment loading contribution, Geophys. Res. Lett., accepted sept. 2019.

 

Mouvements verticaux du sol dans le Pacifique Sud-Ouest et Central à partir de solutions GPS et implication pour les variations du niveau marin à la côte

Dans cet article, nous avons cherché à obtenir une estimation des mouvements verticaux de la croûte terrestre pour les stations GPS situées dans le Pacifique Sud-Ouest et de l’incertitude sur cette estimation, en illustrant à partir d’exemples les hypothèses faites dans la modélisation des mouvements. Un second objectif de cette étude était de prendre en compte le contexte géodynamique des sites étudiés pour déterminer si les mouvements observés aujourd’hui pouvaient être extrapolés dans le futur en termes de prédiction sur l’évolution du niveau marin relatif terre-mer.

Ballu, V., M. Gravelle, G. Wöppelmann, O. de Viron, P. Rebischung, M. Becker and P. Sakic, Vertical land motion in the Southwest and Central Pacific from available GNSS solutions and implications for coastal sea levels, Geophysical Journal International, Oxford University Press (OUP), 218, pp.1537 - 1551, 2019.

Et parfois les experts en biodiversité marine sont chanceux !

Les espèces introduites jouent à cachecache avec les biologistes. Un échantillonnage programmé en Espagne et Italie d’une espèce de crabe introduit dans les Pertuis charentais a conduit à découvrir, de façon fortuite en mai 2018, une autre espèce introduite et de plus nouvelle pour l’Europe. Ce petit crustacé amphipode de la famille des corophiidés est nommé Laticorophium baconi (Shoemaker, 1934). Il vit dans le biofouling d’algues rouges accrochées aux cordages des navire de la marina de Sant Carles de la Ràpita (Sud du delta de l’Èbre, Catalogne). C’est une espèce originaire du Pacifique, nouvelle pour la faune marine espagnole et méditerranéenne. Les structures démographiques ainsi que la grande ressemblance avec une autre espèce cosmopolite suggèrent une introduction peu récente. C’est une espèce à rechercher dans les ports et marinas.

Gouillieux, B. and Sauriau P.-G., 2019. Laticorophium baconi (Shoemaker, 1934) (Crustacea : Amphipoda : Corophiidae : Corophiini) : first record in European marine waters. BioInvasions Records, Regional Euro-Asian Biological Invasions Centre (REABIC), 8, 848-861.

Importance des ressources sympagiques pour les oiseaux marins arctiques dans un contexte de changement climatique

En Arctique, la glace de mer joue un rôle central dans le fonctionnement des écosystèmes marins et sa disparition progressive a de larges implications sur le biote marin. A travers une approche multi-traceurs combinant isoprénoides hautement ramifiés (HBIs) et isotopes stables (δ^¹³C, δ^¹⁵N), nos résultats montrent l’importance des ressources dérivées de la glace de mer pour les oiseaux marins arctiques au début de leur saison de reproduction, et l’impact sur leur écologie alimentaire et leur investissement dans la reproduction. La réponse des espèces face aux changements de conditions de glace varie selon leur écologie trophique et leur phénologie de reproduction. Le guillemot de Brunnich (Uria lomvia) par exemple apparait plus sensible aux changements climatiques que le fulmar boréal (Fulmarus glacialis).

Cusset, F., Fort, J., Mallory, M. et al. Arctic seabirds and shrinking sea ice : egg analyses reveal the importance of ice-derived resources. Sci Rep 9, 15405 (2019)

 

Le Grand Routier de Pierre Garcie dit Ferrande. Instructions pour naviguer sur les mers du Ponant à la fin du Moyen Âge

En 1520, paraît à Poitiers Le Grand Routier et pilotage et enseignement pour ancrer tant ès ports, havres que autres lieux de la mer. Ce petit livre de 100 feuillets, illustré par 60 figures, tire sa matière d’un manuscrit rédigé en 1483-1484 par Pierre Garcie dit Ferrande. Pragmatique et pédagogue, doué d’un sens de l’observation, ce maître de navires de Saint-Gilles-sur-Vie en Bas-Poitou, explique comment naviguer le long des côtes atlantiques de l’Europe, avec une boussole et une ligne de sonde pour seuls instruments ainsi qu’une connaissance empirique des marées et du calcul de l’heure de nuit comme de jour.

Michel Bochaca et Laurence Moal (dir.), Le Grand Routier de Pierre Garcie dit Ferrande. Instructions pour naviguer sur les mers du Ponant à la fin du Moyen Âge (2019) Rennes, Presses universitaires de Rennes

Les courants saisonnier dans la mer Caspienne sont essentiellement géostrophiques.

Cet article étudie, sur base de données climatologiques, le cycle annuel de la salinité dans la mer Caspienne. Ensuite, en nous basant sur l’hypothèse de courants purement géostrophique - i.e. relation entre la pression et l’effet centrifuge - nous reproduisons assez fidèlement le cycle saisonnier des courants dans la Mer Caspienne.

Moradi, A., O. de Viron, L. Metivier,, and S. Homayouni, Thermohaline Contribution of the Caspian Sea Water Dynamic, Journal of Geography, Environment and Earth Science International, Vol. : 17, Issue. : 3

Même dans leur définition la plus récente, la réalisation des unités fondamentales reste les pieds sur Terre

Le système international d’Unité (anciennement MKSA) a changé peu à peu ses unités de référence, pour passer d’une définition basée sur des artéfacts - mètre et kilogramme étalons en platine - basés sur la Terre (la seconde vient de la longueur du jour, le mètre et le kilogramme de la taille du méridien, par exemple) à une définition basée sur les lois de la physique quantique. Toutefois, la réalisation de l’unité kilogramme nécessite de connaître très précisément l’accélération de la pesanteur, ce qui remet la géodésie au coeur de la nouvelle définition du système d’unité.

Michel J. Van Camp, Philippe Richard, and Olivier de Viron, “Universal Units Reflect Their Earthly Origins”, EOS, published online on November 14, 2018

Des îles dont l’évolution est contrôlée par le facteur anthropique : les Maldives

À partir de la constitution d’une base de données qui inclut 608 îles sur les 1149 îles que compte l’archipel des Maldives, cet article démontre que le système île-récif maldivien a connu d’importants changements morphologiques sous l’effet de la pression démographique et du développement socio-économique au cours de la dernière décennie. L’emprise des activités humaines a augmenté sur 103 îles, dont 56 îles naturelles qui ont été aménagées. En résultat, près de 33% des îles sont aujourd’hui occupées par l’homme sur plus des 2/3 de leur surface. Les îles habitées et exploitées (tourisme, principalement) présentent une forte artificialisation : près de 67% comptent des remblais artificiels, plus de la moitié des ouvrages de défense, et la plupart des ports et des chenaux de navigation dragués dans le platier récifal. En résultat, 96,3% des îles habitées présentent une perturbation moyenne à très élevée de leur fonctionnement morpho-sédimentaire. Le tiers de ces îles a perdu toute capacité d’ajustement naturel face aux pressions climatiques.
Ces résultats ont plusieurs implications : (1) il est crucial d’intégrer les pressions anthropiques dans l’étude de l’évolution de ces systèmes insulaires ; (2) certaines îles ont franchi un point de basculement anthropique (anthropogenic tipping point), en ceci que le maintien de leur habitabilité dépend désormais des interventions ingénieriques qui seront réalisées ; (3) les trajectoires d’adaptation doivent être conçues à l’échelle des îles (et non de l’archipel), puisque celles-ci présentent des niveaux de perturbation anthropique contrastés ; (4) il est urgent d’améliorer les systèmes de protection qui restent le plus souvent mal conçus et sous-calibrés pour pouvoir faire face aux pressions climatiques.

Duvat V.K.E., Magnan A.K. (2019) Rapid human-driven undermining of atoll island capacity to adjust to ocean climate-related pressures. Scientific Reports 9 : 15129

 

Les Archées du groupe C3 : des micro-organismes mystérieux rares mais actifs dans les sédiments de la vasière de Marennes Oléron

Dans les sédiments soumis aux alternances de marée, les conditions environnementales et climatiques structurent les communautés microbiennes pendant les périodes d’émersion. Grâce à des techniques de séquençage à haut débit, la diversité des micro-organismes actifs (constitués de Bactéries et d’Archées) a révélé qu’entre 5 et 10 cm de profondeur dans le sédiment, ce sont les Archées du groupe C3 qui dominent la communauté. Ce groupe reste encore énigmatique à l’heure actuelle puisqu’il n’existe aucun représentant cultivé permettant de les étudier. S’il semblerait que les membres de ce groupe soient inféodés aux sédiments anoxiques, en revanche, leur fonction au sein de l’écosystème est encore méconnue et leur affiliation phylogénétique encore débattu. Avec cette étude, nous montrons que ce groupe C3, considéré comme les premières Archées capables de produire de l’acétate sans apport de matière organique (en utilisant l’hydrogène de l’air), est très actif dans les sédiments vaseux intertidaux de Marennes Oléron.

Lavergne C., Hugoni M., Dupuy C., Agogué H. (2018) First evidence of the presence and activity of archaeal C3 group members in an Atlantic intertidal mudflat. Scientific Reports, 8:11790.

 

Le littoral : au confluent des disciplines

L’unité Littoral, Environnement et Sociétés (LIENSs) regroupe environ 140 personnes dont 70 chercheurs et enseignants-chercheurs en chimie, biochimie, biologie, écologie, sciences de la Terre, géographie et histoire et une trentaine d’ingénieurs et techniciens.
Elle a pour objectif de mener une recherche interdisciplinaire sur un objet d’étude commun : le littoral. Il s’agit de comprendre son fonctionnement et son évolution — dans un contexte de changements globaux et d’anthropisation croissante — et d’évaluer comment il est possible de l’exploiter de façon durable pour un mieux-être de sa population.

Contact : Olivier de Viron, LIENSs

Des épisodes de sédimentation sableuse sur les côtes européennes depuis 3 000 ans

Ayant analysé des données géochronologiques, stratigraphiques et sédimentologiques, des chercheurs du laboratoire Morphodynamique continentale et côtière (M2C, Université de Caen Normandie / Université de Rouen Normandie / CNRS) et du laboratoire Littoral, Environnement et Sociétés (LIENSs, CNRS / Université de la Rochelle) ont pu établir qu’au cours des trois derniers millénaires, de la mer du Nord au détroit de Gibraltar, les sédiments sableux le long des côtes exposées avaient été déposés lors de sept événements de haute énergie. Ces dépôts auraient été préservés à la faveur de périodes au cours desquelles l’activité des tempêtes dans l’Atlantique Nord a diminué.

Clément Poirier, Bernadette Tessier, Eric Chaumillon 2017. Climate control on late Holocene high-energy sedimentation along coasts of the northeastern Atlantic Ocean. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 485, 784–797.

 

Trajectories of exposure and vulnerability of small islands to climate change

Cet article défend l’intérêt du concept de Trajectoire d’Exposition et de Vulnérabilité appliqué aux risques liés à la mer pour aborder la question de l’adaptation au changement climatique dans les zones côtières. À partir d’une réanalyse de la littérature scientifique portant sur les petites îles tropicales, il démontre la pertinence de la reconstruction de Trajectoires d’Exposition et de Vulnérabilité Passé-Présent pour, d’une part, détecter les facteurs et les processus qui contrôlent la vulnérabilité actuelle (et donc l’expliquer), et d’autre part, cerner les effets de dépendance (path-dependency effects) qui influenceront la vulnérabilité future (dimension Présent-Futur). Ces « chemins de dépendance », inhérents au fonctionnement de tout système territorial, font de la reconstruction de Trajectoires Passé-Présent une étape fondamentale pour pouvoir se projeter sur des Trajectoires futures sur des bases robustes car empiriques et, à partir de là, concevoir des stratégies d’adaptation contextualisées. Au-delà, cet article met en évidence les facteurs génériques de la vulnérabilité des îles tropicales aux risques liés à la mer, et la diversité de leurs profils de vulnérabilité.

Duvat V.K.E., Magnan A.K., Wise R.M., Hay J.E., Fazey I., Hinkel J., Stojanovic T., Yamano H., Ballu V., 2017. Trajectories of exposure and vulnerability of small islands to climate change. WIREs Climate Change

 

Facteurs influençant les procaryotes dans une vasière intertidale et gradients verticaux

Dans la Baie de Marennes-Oléron, les sédiments intertidaux (c’est-à-dire découverts à marée basse) accueillent une très forte abondance de micro-organismes (Bactéries et Archées) qui se trouvent être beaucoup plus actifs et productifs en surface qu’en profondeur. Une analyse multivariée révèle que la distribution des communautés de procaryotes est plus influencée par les facteurs abiotiques (salinité, phosphates et silicates) que par la présence de prédateurs (méiofaune). Une stratification verticale variant selon la saison a pu être identifiée sur la base de paramètres abiotiques et biotiques et montre que les sédiments sont séparés en 2 horizons : 1) horizon de surface entre 0 et 1-2 cm et 2) horizon plus profond entre 1-2 et 10 cm de profondeur. Ces deux horizons sont séparés par une zone de transition graduelle qui a été identifiée comme pouvant être une écocline.

Lavergne C., Agogué H., Leynaert A., Raimonet M., De Wit R., Pineau P., Bréret M., Lachaussée N., Dupuy C. (2017) Factors influencing prokaryotes in an intertidal mudflat and the resulting depth gradients. Estuarine Coastal and Shelf Science 189C : 74–83.

 

L’analyse de communautés pigmentaires de 37 souches de microalgues met en évidence de nouveaux caroténoïdes et porphyrines caractéristiques de souches et groupes taxonomiques.

Le phytoplancton, avec un nombre estimé de 30 000 à 1 000 000 espèces regroupées en 12 phyla, présente une grande diversité taxonomique et écophysiologique, reflétée par la distribution complexe des pigments parmi les différentes classes d’algues. Seuls quelques pigments peuvent être utilisés comme marqueurs chimiotaxonomiques robustes. Un défi majeur est donc d’identifier de nouveaux pigments caractéristiques d’une souche, d’une espèce, d’une classe ou d’un taxon qui ne peuvent pas actuellement être identifiés sur la base de leur signature pigmentaire. Cette étude présente une analyse de communautés de pigments parmi 37 souches de phytoplancton et met en évidence un total de 124 pigments, dont 98 pigments ou dérivés non identifiés en utilisant les standards. Soixante et un de ces caroténoïdes non identifiés ou nouveaux et de dérivés de porphyrine étaient caractéristiques de souches ou d’espèces particulières, indiquant leur utilisation possible comme marqueurs chimiotaxonomiques hautement spécifiques.

Serive B, Nicolau E, Bérard JB, Kaas R, Pasquet V, et al. (2017) Community analysis of pigment patterns from 37 microalgae strains reveals new carotenoids and porphyrins characteristic of distinct strains and taxonomic groups. PLOS ONE 12(2)

 

“Tracking, feather moult and stable isotopes reveal foraging behaviour of a critically endangered seabird during the non-breeding season”

Cette étude porte sur l’écologie alimentaire du puffin des Baléares en période de non-reproduction (une espèce en danger critique d’extinction). En combinant des données de géolocalisation et d’isotopes stables du carbone et de l’azote (Atlantique Nord et Méditerranée), ce travail met en évidence les déchets pélagiques et les rejets de poissons comme des composantes importantes de l’alimentation du puffin des Baléares, ce qui peut avoir des implications pour la distribution en mer de cette espèce migratrice.

Meier R.E., Votier S.C., Wynn R.B., Guilford T., McMinn Grivé M., Rodriguez A., Newton J., Maurice L., Chouvelon T., Dessier A. & Trueman C.N., 2016. Tracking, feather moult and stable isotopes reveal foraging behaviour of a critically endangered seabird during the non-breeding season. Diversity and Distributions, 1-16.

 

La démarche de modélisation d’accompagnement procède par co-construction de modèles et exploration collective de scénarios pour favoriser la définition de solutions communes à des problèmes de gestion de l’environnement et des ressources naturelles. Cet article explore les mécanismes par lesquels s’élaborent des compromis lors de la mise en œuvre d’une telle démarche. Le cas d’application étudiée est une modélisation d’accompagnement menée dans le cadre de la mise en place du Plan d’Aménagement des Pêcheries de courbine en Mauritanie. Le processus de modélisation d’accompagnement a consisté en une série d’ateliers visant à évaluer la durabilité de la filière courbine et de sa ressource. Il a impliqué des représentants de l’État, des professionnels (mareyeurs, capitaines-marins, propriétaires de navires) et des scientifiques. L’analyse de la construction de compromis s’est faite au moyen d’interviews et d’observations. Les résultats montrent que les principaux mécanismes ayant favorisés la constitution de compromis sont : les apprentissages des participants durant les ateliers, l’évolution de leurs perceptions, le dévoilement des informations, la modification des modes d’interaction entre participants et l’évolution des catégorisations d’acteurs au cours du processus. Ces résultats participent à l’évaluation des effets des démarches participatives appliquées en environnement.

Nicolas Becu, Amandine De Coninck, Moustapha Taleb Heidi, Cheikh Abdallahi Ould Inejih, Mathieu Dionnet, Emmanuel Rougier, Elsa Leteurtre, Pablo Chavance, Mohamed Moustapha Ould Bouzouma. Construction de compromis autour d’une démarche d’accompagnement à la mise en place du plan d’aménagement courbine en Mauritanie.VertigO : La Revue Électronique en Sciences de l’Environnement, VertigO, 2016, 16 (3)

 

Déformation sous-marine et aléa sismique à proximité de la ville d’Istanbul

Un réseau de distancemètres acoustiques a été installé en mer de Marmara pour quantifier la déformation le long d’un segment sous-marin de la faille Nord-Anatolienne. Le segment de faille étudié est réputé asismique depuis au moins le 18ème siècle ; déterminer si ce segment est bloqué est crucial pour savoir s’il est susceptible de générer un séisme de forte magnitude, à moins de 30 km de la ville d’Istanbul.
Les premières données suggèrent que le mouvement maximum envisageable ne représente qu’une petite fraction des mouvements prédits (GPS à terre) ou modélisés pour ce segment de faille, qui sont de 16 à 27 mm/an. A l’échelle des six premiers mois de cette expérience, la faille apparaît donc dans un état bloqué ou quasi-bloqué : c’est-à-dire qu’elle accumulerait des contraintes susceptibles de générer un séisme de magnitude > 7, en accord avec les précédentes études modélisant le risque sismique au niveau d’Istanbul.

Sakic, P., Piete, H., Ballu V., Royer J.-Y., Kopp H., Lange D., Petersen F., Özeren S., Ergintav S., Geli L., Henry P., Deschamps A., No significant steady-state creep along the North Anatolian fault offshore Istanbul : results of 6 months of seafloor acoustic ranging, Geophysical Research Letters, 2016.

 

Suivi de la topographie d’une embouchure intertidale à partir d’images acquises par drone.

Le drone est un outil de plus en plus utilisé pour réaliser des suivis d’évolution topographique du littoral. Comparé à d’autres technologies comme le Lidar ou le laser terrestre, cette solution est peu couteuse à mettre en œuvre, simple et rapide d’utilisation et permet de produire des modèles numériques de surface (MNS) à des précisions similaires. Trois campagnes de mesure ont été réalisées sur la Baie de Bonne Anse, La Palmyre, France, sur une période de 3 mois, avec une aile volante, l’eBee, doté d’un appareil photo (RGB). En appliquant un processus de photogrammétrie sur les images ainsi acquises (algorithme Structure From Motion), des MNS et des orthomosaïques ont été produits. La précision du MNS a été évaluée à partir de relevés DGPS (profils et points indépendants) et varie entre 10cm et 17cm. Comparé à des relevés topographiques traditionnels, cette technologie permet de mettre en évidence des dunes hydrauliques d’une longueur d’onde d’ 1m et d’une hauteur de 10 cm. Elle a également permis de mettre en évidence des zones d’accrétion et d’érosion sur la pointe sableuse et d’estimer les volumes de sables déplacés. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives pour valider de façon détaillée les modèles morphodynamiques et améliorer la paramétrisation du frottement au fond dans les modèles numériques côtiers.

Long N, Millescamps B, Guillot B, Pouget F, Bertin X. 2016, Monitoring the topography of a dynamic tidal inlet using UAV imagery, Remote Sensing, Special Issue Remote Sensing in Coastal Environments, 8 (5), 387

 

Quand les phoques utilisent-ils les ressources alimentaires dans la mer de Wadden ?

La mer de Wadden est un écosystème colonisé de manière importante par les phoques, et ceci à des fins de repos, de reproduction et d’alimentation. Il est connu que les phoques peuvent réaliser des migrations importantes à des fins d’alimentation. Ainsi, les connaissances sur l’utilisation des ressources trophiques de la mer de Wadden par les phoques restent limitées. Grâce à l’utilisation de traceurs de la matière, ce travail a mis en évidence que les phoques utilisent les ressources de la mer de Wadden de manière différentielle au cours du temps. Les phoques utilisent plus les ressources d’origine marine en automne, hiver et printemps, et utilisent plus les ressources issues de la mer de Wadden en été. La meilleure connaissance de cette stratégie alimentaire a pour but de faciliter la gestion de ces animaux dans la mer de Wadden.

De la Vega C., Lebreton B., Siebert U., Guillou G., Das K., Asmus R., Asmus H., 2016. Seasonal variation of harbor seal’s diet from the Wadden Sea in relation to prey availability. PLoS ONE 11(5) : e0155727

 

L’impact de l’urbanisation sur les niveaux des éléments traces et l’hormone de stress (la corticostérone) ont été étudié chez le merle noir (Turdus merula) le long d’un gradient d’urbanisation (du milieu rural jusqu’aux zones urbaines). Les résultats montrent que les éléments non-essentiels (Cd and Pb) augmentent dans les plumes avec le niveau d’urbanisation même pour des villes de taille moyenne ou des zones suburbaines. L’augmentation des concentrations en éléments non essentiels dans les plumes est associée à des niveaux élevés de corticostérone, ce qui suggère que l’urbanisation exerce probablement une pression négative sur les merles, et que cet effet négatif pourrait être associé à la contamination par les éléments traces. De futures expérimentations sont néanmoins requises pour éclaircir le rôle des multiples contraintes associées à l’environnement urbain sur les niveaux de corticostérone et pour tester spécifiquement l’influence des éléments traces sur la sécrétion de cette hormone.

Meillère A, Brischoux F, Bustamante P, Michaud B, Parenteau C, Marciau C, Angelier F (2016) Corticosterone levels in relation to trace metal element contamination along an urbanization gradient in the Common blackbird (Turdus merula). Science of the Total Environment, 566-567C : 93-101.

   

Comprendre les effets d’une contamination chimique chronique sur les populations d’organismes marins est complexe en raison des effets combinés de différents types de polluants et des paramètres environnementaux qui peuvent moduler la réponse physiologique au stress. Dans cette étude, nous avons mesuré la concentration de 14 éléments métalliques et 45 polluants organiques (HAPs, PCBs, pesticides) dans les tissus de pétoncles noirs (Mimachlamys varia) prélevés sur 4 sites des pertuis charentais caractérisés par différents niveaux de contamination chimique. En parallèle, nous avons évalué les effets biologiques de cette contamination grâce à l’analyse de biomarqueurs indicateurs de la santé des organismes (réponse physiologique individuelle), et en comparant la diversité génétique entre les sites (réponse intergénérationelle). Ces données ont révélé des réponses physiologiques différentes selon la saison (en-dehors et pendant la période de reproduction) pour 4 des 5 biomarqueurs, ainsi qu’une diversité génétique diminuée aux sites les plus pollués par les éléments métalliques.

Breitwieser M, Viricel A, Graber M, Murillo L, Becquet V, Churlaud C, Fruitier-Arnaudin I, Huet V, Lacroix C, Pante E, Le Floch S, Thomas-Guyon H (2016) Short-term and long-term biological effects of chronic chemical contamination on natural populations of a marine bivalve. PLoS ONE 11(3) : e0150184

 

Les fortes concentrations de mercure dans les plumes de l’albatros hurleur sont liées au sexe, au status reproducteur et à son écologie trophique, sans conséquences démographiques

Les plumes de plus de 200 individus d’albatros hurleur de l’île de la Possession (archipel de Crozet) ont été analysées pour déterminer les facteurs influençant les concentrations de mercure chez cette espèce et ses effets sur la reproduction et la survie de ce prédateur marin. Ainsi, les variations du mercure en fonction du sexe, de la classe d’âge, de l’habitat d’alimentation (déduit des valeurs isotopiques du carbone - δ13C) et de l’alimentation (déduite des valeurs isotopiques de l’azote - δ15N) ont été examinés. L’albatros hurleur montre des concentrations de mercure extrêmement élevées en conséquence de sa position trophique apicale (δ15N), avec des valeurs supérieures chez les femelles qui s’expliquent par l’utilisation de zones d’alimentation (δ13C) différentes selon les sexes, subtropicale chez les femelles et antarctique chez les mâles. En dépit de ces concentrations de mercure élevées, aucun effet sur la probabilité d’accouplement, le succès d’éclosion et d’envol des poussins ou encore sur le taux de survie des adultes n’a été détecté.

Bustamante P, Carravieri A, Goutte A, Barbraud C, Delord K, Chastel O, Weimerskirsch H, Cherel Y (2016) High feather mercury concentrations in the wandering albatross are related to sex, breeding status and trophic ecology with no demographic consequences. Environmental Research 140 : 1-10

 

Les manchots sont de très bons bioindicateurs du mercure présent dans les réseaux trophiques de l’Océan Austral. Cette étude concerne les adultes et les poussins de 7 espèces de manchots le long d’un large gradient latitudinal de l’Antarctique à la zone subtropicale dans le Sud de l’Océan Indien. En premier lieu, nous montrons des différences de bioaccumulation fortes entre espèces qui s’expliquent par l’habitat d’alimentation. Ainsi, les manchots s’alimentant dans les eaux Antarctiques ont de plus faibles concentrations que ceux qui s’alimentent dans les eaux subantarctiques et subtropicales, indépendamment de la classe d’âge ou de la composition de l’alimentation. En utilisant les plumes de manchots provenant de Musées, nous montrons dans cette étude que les concentrations de mercure chez les manchots ont augmenté entre 1950 et aujourd’hui.

Carravieri A, Cherel Y, Jaeger A, Churlaud C, Bustamante P (2016) Penguins as bioindicators of mercury contamination in the southern Indian Ocean : geographical and temporal trends. Environmental Pollution, 213C : 195-205

   

Dans cette étude, 14 éléments métalliques et 30 polluants organiques persistants (POPs) ont été mesurés dans les tissus de prions de la Désolation provenant des Iles Kerguelen. Classiquement, les concentrations de cadmium et de mercure étaient respectivement les plus fortes dans les reins et les plumes des oiseaux. Les principaux POPs détectés étaient le 4,4′-DDE, le mirex, les PCB-153 et PCB-138. Les POPs montraient des concentrations et une distribution tissulaire globalement cohérente avec les résultats des études sur les oiseaux marins. En revanche, les fortes concentrations de BDE-209 rencontrées ici pourraient être dues à des habitudes alimentaires particulières chez le prion ou encore à l’ingestion de débris plastiques. Finalement, nous montrons qu’une espèce de bas niveau trophique (zooplanctonnophage) comme le prion de la Désolation se reproduisant dans une zone éloignée de toute activité industrielle est exposée à une large gamme de contaminants, notamment à des polluants organiques émergents comme les PBDE.

Fromant A, Carravieri A, Bustamante P, Labadie P, Budzinski H, Peluhet L, Churlaud C, Chastel O, Cherel Y (2016) Wide range of metallic and organic contaminants in various tissues of the Antarctic prion, a planktonophagous seabird from the Southern Ocean. Science of the Total Environment 544C : 754-764

 

Le climat du Texas présente une très forte variabilité interannuelle, à l’origine d’apports très variables en eau douce dans les lagunes des côtes du Golfe du Mexique. La composition de la matière en suspension dans la colonne d’eau a été déterminée lors d’une année sèche, grâce à des mesures des compositions isotopiques et de concentrations en chlorophylle a. Il est apparu que la matière en suspension dans la colonne d’eau est majoritairement composée de phytoplancton produit localement et que les autres producteurs primaires locaux (herbiers, plantes des marais salés, microphytobenthos) contribuent très peu à ce pool de matière.

Lebreton B., Beseres Pollack J., Blomberg B., Palmer T.A., Adams L., Guillou G., Montagna P.A. 2015. Origin, composition and quality of suspended particulate organic matter in relation to freshwater inflow in a South Texas estuary. Estuarine, Coastal and Shelf Science 170 : 70-82.

 

Dans le cadre d’une collaboration avec des chercheurs du laboratoire Littoral, environnement et sociétés (LIENSs, CNRS / Université de La Rochelle), une équipe de chercheurs du laboratoire Géosciences environnement Toulouse (GET/OMP, CNRS / UPS / IRD / CNES) vient de mettre au point une technique originale d’analyse isotopique à l’échelle moléculaire qui leur a permis de déterminer pour la première fois la signature isotopique du carbone dans la molécule de méthylmercure. Ils ont ainsi pu tracer la source de matière organique à l’origine de la formation de cette neurotoxine dans les océans. Ces travaux représentent une avancée significative qui permettra de mieux comprendre les mécanismes de formation de cette neurotoxine.

Masbou J., Point D., Guillou G., Sonke J. E., Lebreton B., Richard P., 2015. Carbon stable isotope analysis of methylmercury toxin in biological materials by gas chromatography isotope ratio mass spectrometry. Analytical Chemistry 87 : 11732-11738.

 

Les virus benthiques sont une composante active du biofilm microphytobenthique pendant l’émersion. La mortalité des procaryotes due aux infections virales représente 6,8% en hiver et 39,7% en été de la production cellulaire. Une part non négligeable des virus benthiques seraient infectieux pour les diatomées-microalgues dont ils régulent la diversité et l’activité photosynthétique.

Montanié H, De Crignis MG, Lavaud J, 2015. Viral impact on prokaryotic and microalgal activities in the microphytobenthic biofilm of an intertidal mudflat (French Atlantic coast). Frontiers in Microbiology, volume 6, article 1214.

 

Dans cet article, nous analysons les données du réseau GPS européen EUREF conjointement avec des données de gravimétrie spatiale (mission GRACE) et des modèles climatiques (océan, atmosphère, hydrologie). Cette analyse nous a permis de mettre en évidence un impact global de l’oscillation Nord-Atlantique (NAO) sur la distribution d’eau à l’échelle du continent, y compris en des endroits où les modèles n’en prévoient pas. La signature de la NAO est surtout marquée par un signal important au niveau de la Mer Noire et de ces deux principaux bassins versants : le Danube et le Dnieper.

Valty P., O. de Viron, I. Panet, X. Collilieux, 2015. Impact of the North Atlantic Oscillation on Southern Europe water distribution : insights from geodetic data, Earth Interactions.

 

A l’heure actuelle, la gravimétrie terrestre dispose de deux instruments de pointe : le gravimètre à superconductivité (SG), qui est très précis mais présente une dérive à long terme, et le gravimètre absolu (AG), moins précis mais sans dérive. Classiquement, on se sert du AG pour étalonner le SG, permettant de garantir à la fois précision et stabilité à long terme. L’étude publiée dans le JoG vise à proposer une stratégie d’étalonnage permettant en un temps raisonnable d’atteindre une précision de 1 pour 1000 sur le facteur d’étalonnage.

Van Camp, M., B. Meurers, O. de Viron, T. Forbriger, (2015), Optimized strategy for the calibration of superconducting gravimeters at the one per mille level, Journal of Geodesy.

 

Petites îles, océan et climat.

Ce texte présente les fondements de la vulnérabilité des îles tropicales aux changements environnementaux. Il présente d’abord les manifestations du changement climatique qui sont susceptibles d’affecter ces territoires, puis leurs impacts attendus sur les îles, leurs écosystèmes, leurs systèmes de ressources et les activités humaines. Il insiste ensuite sur le rôle majeur des perturbations anthropiques, en particulier du processus de mal-développement des dernières décennies, dans l’augmentation observée de la vulnérabilité de ces territoires. À partir de là, il dégage quelques messages clés adressés aux décideurs.

Duvat V., Magnan A., Gattuzo J.-P. 2015. Small islands, ocean and climate. Ocean & Climate Platform, p. 47-59.

L’identité culturelle des atolls menacée par l’extraction de phosphate.

À partir de l’exemple de l’atoll de Mataiva (Polynésie Française), cette tribune publiée dans Nature met en évidence l’importance des pressions anthropiques qui s’exercent sur les atolls à l’heure où le changement climatique est souvent abusivement présenté comme étant la principale menace qui pèse sur l’avenir de leurs sociétés. Les projets d’exploitation du phosphate sont toujours d’actualité sur les îles basses et menacent tout à la fois un patrimoine géologique exceptionnel (un lagon réticulé dans le cas de Mataiva) et une identité culturelle propre à ces territoires.

Magnan A., Duvat V. 2015. Phosphate mining risks atoll culture. Nature, vol. 522, p. 156, 11 June 2015

 

La fabrique des catastrophes naturelles.

Ce texte s’attache à mettre en évidence les causes profondes de la vulnérabilité des sociétés aux aléas naturels en exposant les facteurs et les processus qui transforment un simple phénomène naturel en catastrophe. À partir de trois études de cas (le tsunami de 2004 aux Maldives, Katrina en 2005 aux États-Unis, Xynthia en 2010 en France), les auteurs montrent le rôle de quatre grands facteurs, identifiés comme étant universels, dans la fabrique des catastrophes « naturelles » : la conquête d’espaces exposés aux aléas météomarins, la dégradation des zones tampons naturelles, le « mythe du développement sûr » et la perte des liens que les sociétés entretiennent avec leur environnement.

Magnan A., Duvat V. 2015. Natures Sciences Sociétés, DOI : 10.11051/nss/201503.

 

Les isotopes stables du carbone représentent une technique efficace pour déterminer les ressources trophiques des thons. Mais ces poissons présentent des taux élevés de lipides, qui peuvent biaiser les mesures. Différentes méthodes de corrections ont été testées pour prendre en compte l’effet des lipides dans la composition isotopique. Quand le taux de lipides n’excède pas 45%, un modèle mathématique linéaire permet de corriger la valeur de la composition isotopique du carbone. Les paramètres de ce modèle linéaire doivent être déterminés sur des échantillons délipidés et non-délipidés.

Sardenne, F., Ménard, F., Degroote, M., Fouché, E., Guillou, G., Lebreton, B., Hollanda, S. J., and Bodin, N. (2015), Methods of lipid-normalization for multi-tissue stable isotope analyses in tropical tuna. Rapid Commun. Mass Spectrom., 29, 1253–1267. doi : 10.1002/rcm.7215.

 

Le mercure est un contaminant hautement toxique omniprésent dans les écosystèmes. La concentration en mercure et en méthyl-mercure a été déterminée dans des brèmes de 5 rivières et d’un lac européen. Entre 2007 et 2013, dans les 5 rivières étudiées, les concentrations mesurées dépassaient les normes de qualité environnementales fixées par l’Union Européenne, les concentrations maximales étant mesurées dans le Rhône (France), dans le Göta älv (Suède) et l’Escaut (Pays-Bas). Depuis 2007, les concentrations en mercure et en méthyl-mercure dans la brème ont diminué significativement dans l’estuaire du Rhône.

Nguetseng R., Fliedner A., Knopf B., Lebreton B., Quack M., Rüdel H., 2015. Retrospective monitoring of mercury in fish from selected European freshwater and estuary sites. Chemosphere 134, 427-434. doi:10.1016/j.chemosphere.2015.04.094

 

Changement climatique et risques côtiers dans les îles tropicales.

Cet article propose une analyse des impacts du changement climatique sur l’évolution des risques d’érosion et de submersion dans les petites îles tropicales. L’auteur s’appuie sur l’analyse de la forte variabilité des pressions climatiques et anthropiques et de leurs impacts sur l’évolution des risques côtiers pour apporter la preuve de la diversité des trajectoires de vulnérabilité des îles hautes et des îles basses. Ce faisant, le texte met en évidence les progrès récents de la connaissance ainsi que les difficultés qui persistent dans la détection des changements et dans leur attribution au changement climatique. Il débouche sur la proposition d’une typologie des chaînes d’impacts du changement climatique en milieu tropical insulaire.

Duvat V. 2015. Les Annales de Géographie, n° de septembre-octobre, 20 p.

Impact du réservoir d’une centrale hydroélectrique « au fil de l’eau » sur un continuum fluvial

Cette étude a évalué l’impact d’une centrale hydroélectrique « au fil de l’eau » sur la rétention de nutriments et de matière particulaire dans le continuum fluvial (Garonne et Tarn). Les bilans annuels montrent entre autres une rétention du phosphore réactif (24%), de la matière en suspension (39%) et de la chlorophylle a (14%). Il semble donc nécessaire de reconsidérer l’impact supposé faible de ces infrastructures sur les écosystèmes lotiques (eaux courantes).

Sow, M. M., N. Majdi, K. Muylaert, M. Tackx, F. Julien, J.-L. Probst, B. Mialet, C. Sutra, A. Probst, J.-M. Thébault, M. Kenarlikdjian & M. Gérino, 2015. Retention of nutrients, suspended particulate matter and phytoplankton in a pondage associated with a run-of-the-river type hydroelectric power plant. Ecohydrology. doi:10.1002/eco.1626.

 

Bien que les diatomées benthiques (DB) des vasières intertidales soient fréquemment exposées à de fortes lumière et températures (conditions d’été), l’effet de la combinaison des deux sur la productivité photosynthétiques des DB n’a été que rarement étudié. Ce travail a permis d’expliquer les bases physiologiques de la diminution de la productivité photosynthétique des DB en été. Associée à la forte lumière, les fortes températures limitent, au moins transitoirement (durant la marée basse) l’activité photosynthétique des DB in situ. Cet effet est dépendant de la latitude, i.e. par exemple les communautés du Portugal sont mieux adaptées à ce type de stress que les communautés de France.

Laviale, M., Barnett, A., Ezequiel, J., Lepetit, B., Frankenbach, S., Méléder, V., Serôdio, J. and Lavaud, J. (2015), Response of intertidal benthic microalgal biofilms to a coupled light–temperature stress : evidence for latitudinal adaptation along the Atlantic coast of Southern Europe. Environmental Microbiology. doi : 10.1111/1462-2920.12728

 

Une méthode rapide et efficace pour évaluer l’abondance des procaryotes hétérotrophes par cytométrie en flux dans les sédiments côtiers

Les sédiments côtiers sont des milieux complexes et extrêmement riches. Les micro-organismes qui y vivent ont un rôle clé dans les écosystèmes et leur étude est enrayée par la difficulté de les séparer des particules sédimentaires. La mise en place d’un protocole d’extraction et de comptage par cytométrie en flux permet d’extraire et de compter 83,67% des cellules de procaryotes (bactéries et archées) du sédiment. Cette étude permet l’évaluation de l’abondance de micro-organismes clés dans les sédiments côtiers.

Lavergne C., Beaugeard L., Dupuy C., Courties C., Agogué H., 2014. An efficient and rapid method for the enumeration of heterotrophic prokaryotes in coastal sediments by flow cytometry. Journal of Microbiological Methods 105, 31-38.

 

Le mercure contamine aussi les oiseaux marins de l’Arctique durant leur période d’hivernage

Afin de déterminer les variations saisonnières d’exposition au Hg des prédateurs supérieurs de l’Arctique ainsi que les concéquences de cette exposition sur leur reproduction, nous avons combiner la biotélémétrie aux analyses de Hg et des isotopes stables du C et du N chez les mergules nains. Nous avons montré que les oiseaux hivernant hors de l’Arctique au large du Labrador y étaient 3,5 fois plus contaminés qu’en zone Arctique, lors de la reproduction, et qu’une plus forte concentration de Hg produisait des œufs plus petits. Nous recommandons que le cycle de vie complet des prédateurs migrateurs soit considéré pour comprendre les processus de bioaccumulation du Hg et du risque toxique associé à ce métal.

Fort J, Robertson GJ, Grémillet D, Traisnel G, Phillips RA, Bustamante P (2014) Spatial ecotoxicology : migratory Arctic seabirds are contaminated by mercury while overwintering in the Northwest Atlantic. Environmental Science and Technology 48(19) : 11560–115676

 

La forte production primaire des vasières intertidales est due à l’activité de photosynthèse des microalgues qui vivent dans le sédiment (diatomées benthiques, DB). L’environnement lumineux, dont dépend la photosynthèse, montre des variations extrêmes dans les vasières avec des expositions régulières à un stress lumineux. Ce travail démontre que la réponse photophysiologique des DB dépend de leur mode de vie (cellules mobiles vs. immobiles) lié à la typologie sédimentaire. La production primaire des vasières repose donc sur la diversité fonctionnelle des microalgues.

Barnett A., Méléder V., Blommaert L., Lepetit B., Gaudin P., Vyverman W., Sabbe K., Dupuy C. & Lavaud J. (2014) Growth form defines physiological photoprotective capacity in intertidal benthic diatoms. ISME Journal, doi:10.1038/ismej.2014.105.

 

Comment évaluer un stress nutritionnel par une approche de génomique fonctionnelle ?

La perturbation de l’aire de répartition des espèces peut avoir des conséquences sur le régime alimentaire des prédateurs supérieurs. C’est ainsi que l’otarie de Steller a vu la qualité de ses proies diminuer au cours des 50 dernières années, entrainant chez l’espèce un stress nutritionnel affectant les populations de l’Atlantique Nord Est. Une approche de génomique fonctionnelle nous a permis de mettre en évidence des gènes candidats susceptibles d’être impliqués dans le stress nutritionnel mais aussi d’être utilisés comme bio-marqueurs en milieu naturel.

Spitz J, Becquet V, Rosen DA, Trites AW. (2015) A nutrigenomic approach to detect nutritional stress from gene expression in blood samples drawn from Steller sea lions. Comp Biochem Physiol A Mol Integr Physiol. 187:214-23. doi : 10.1016/j.cbpa.2015.02.006.

 

Effet combiné de la forte lumière et salinité sur la régulation de la photosynthèse des diatomées benthiques des vasières intertidales.

La réponse des trois formes de vie principales de diatomées benthiques (épipélon-cellules mobiles, épipsammon-cellules immobiles et tychoplancton-cellules amphibies) des vasières intertidales à un stress forte salinité seul ou couplé à une forte lumière (conditions de printemps) a été étudiée. L’épipélon est insensible au stress salinité seul ou couplé contrairement au tychoplancton. L’épipsammon est seulement sensible au stress combiné. Ces réponses sont en accord avec les formes de vie et avec leur habitat naturel (sédiment plus ou moins cohésif et colonne d’eau). La forte salinité ne semble pas être un forçage physique important contrairement à la lumière.

Juneau P., Barnett A., Méléder V., Dupuy C., Lavaud J., 2015. Combined effect of high light and high salinity on the regulation of photosynthesis in three diatom species belonging to the main growth forms of intertidal flat inhabiting microphytobenthos. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 463, 95-104.

Analyse de la surcote et de la submersion marine associées à Xynthia

La tempête Xynthia a sévèrement touché les littoraux situés dans la partie centrale du Golfe de Gascogne dans la nuit du 27 au 28 février 2010. Cette tempête a généré une surcote de plus d’1.50 m en phase avec une marée haute de vives-eaux, ce qui a entrainé la submersion de nombreuses zones basses du littoral. Afin de mieux comprendre cette catastrophe, nous avons simulé numériquement les vagues, les hauteurs d’eau et la submersion associées à Xynthia. L’analyse des résultats numériques et des mesures disponibles montre que la surcote exceptionnelle pendant Xynthia résulte d’un transport d’Ekman, fortement amplifié par la présence de vagues jeunes et cambrées. Notre modèle numérique reproduit également de façon réaliste la submersion marine associée à Xynthia, alors que les brèches dans les digues ne sont pas représentées. Ce résultat suggère que, pour la majorité des zones inondées, les volumes de surverse sont largement dominants par rapport aux volumes d’eau s’écoulant par les brèches. En outre, nos résultats ont montré pour la première fois que les submersions massives peuvent « abaisser » le niveau de la mer en comparaison à une situation où la submersion est rendue impossible, ce qui a de fortes implications pour les stratégies de défense de côte.

Bertin X., K. Li, A. Roland, J.F. Breilh, Y.L. Zhang, E. Chaumillon, 2014. A modeling-based analysis of the flooding associated with Xynthia, central Bay of Biscay. Coastal Engineering, 94, 80-89. doi:10.1016/j.coastaleng.2014.08.013

Impact de l’environnement sur la structure génétique d’une espèce à fort pouvoir dispersif.
On a longtemps cru qu’en milieu marin, les espèces à fort pouvoir dispersif ne pouvaient être structurées localement, or de nombreux paramètres environnementaux (salinité, hydrodynamisme) peuvent influencer la connectivité entre populations. Dans cette étude menée avec deux types de marqueurs génétiques (mitochondrial et nucléaire) nous avons montré une structuration des populations de Macoma balthica à l’embouchure de la Vistule (Golfe de Gdañsk, Pologne). Un flux de gènes asymétriques entre populations profondes et peu profondes a été mis en évidence dans une zone soumise à de fortes contraintes environnementales (forte salinité, faibles températures, déficit en oxygène et présence de sulfure d’hydrogène).

Becquet V, Lasota R, Pante E, Sokolowski A, Wolowicz M, Garcia P (2013) Effects of fine-scale environmental heterogeneity on local genetic structure in Macoma balthica from the Gulf of Gdañsk (southern Baltic Sea). Hydrobiologia 714(1) : 61-70. DOI : 10.1007/s10750-013-1530-9

Les espèces invasives influencent-elles la diversité génétique des espèces natives ?

Cette étude avait pour but d’évaluer l’impact de l’introduction d’une espèce (Ocinebrellus inornatus) sur la diversité génétique d’une espèce native (Ocenebra erinaceus). L’utilisation du marqueur mitochondrial cox1 ne nous a pas permis de mettre en évidence une différence de polymorphisme entre des populations natives "exposées" ou non à l’espèce introduite. En revanche, cette étude nous a permis de révéler l’existence de deux espèces ou sous-espèces au sein des populations d’Ocenebra erinaceus (entre Atlantique et Méditerranée)

Pante, E., Pascal, P.-Y., Becquet, V., Viricel, A., Simon-Bouhet, B. and Garcia, P. (2014), Evaluating the genetic effects of the invasive Ocenebra inornata on the native oyster drill Ocenebra erinacea. Marine Ecology. doi : 10.1111/maec.12208

Les tendances du niveau de la mer à long-terme : naturelles ou anthropiques ?

En tenant compte de l’effet « mémoire » présent dans les enregistrements marégraphiques, reflet séculaire du niveau de la mer, nous avons réussi à distinguer la part naturelle, de la part anthropique de l’élévation du niveau du mer à l’échelle globale et régionale. L’analyse de 59 enregistrements marégraphiques de 100 à 150 ans a révélé que les deux tiers de ces enregistrements présentent des tendances qui ne peuvent pas être expliquées sans l’influence de l’homme.

Becker M., M. Karpytchev, S. Lennartz-Sassinek, 2014. Long-term sea level trends : natural or anthropogenic ? Geophysical Research Letters, 41(15), 5571-5580. doi:10.1002/2014GL061027.

 

De la taxonomie intégrative à la description d’espèce

La démocratisation des outils de biologie moléculaire s’est accompagnée d’un renouveau de la taxonomie, avec une floraison de découvertes de nouvelles espèces. Cependant, dans de nombreux cas, la découverte de nouveaux taxa (ou délimitation d’espèces) n’est pas accompagnée par une description formelle. Cette étape, qui consiste à donner un nom officiel aux nouvelles espèces, est pourtant absolument fondamentale à la pérennité du travail des systématiciens et taxinomistes. Dans cet article, nous avons voulu quantifier la délimitation d’espèce non formalisée en étudiant quelques 600 articles parus depuis 2006, et proposer des solutions pour allévier le problème.

Une nouvelle zone de tension dans le Golfe de Gascogne

L’étude génétique de Macoma balthica à l’échelle européenne, avec un focus sur le Golfe de Gascogne, a permis de montrer que les populations les plus méridionales constituaient un réservoir génétique unique en Atlantique, ces populations ayant une forte diversité génétique malgré leur localisation en limite d’aire de répartition (pertuis charentais). Par ailleurs, cette étude a permis de mettre en évidence une nouvelle zone de tension, dans le Golfe de Gascogne, c’est à dire une zone de rencontre entre deux "pools" génétiques s’hybridant de manière plus ou moins importante.

La fréquence des fluctuations de lumière dans la colonne d’eau définit le niveau de photoprotection chez les diatomées côtières.

De part leur activité de photosynthèse, les diatomées planctoniques (DP) sont responsables de la moitié de la production primaire marine. En milieu côtier, l’environnement lumineux, dont dépend la photosynthèse, varie énormément le long de la colonne d’eau. Ce travail a montré la capacité des DP à réguler leur réponse photo-physiologique en fonction de la rapidité et de l’intensité des fluctuations de lumière. Cette réponse pourrait être une acquisition évolutive ayant permis une meilleure adaptation des DP aux eaux côtières fortement brassées qu’elles dominent.

 

Utiliser la génomique pour mieux délimiter les espèces

Le séquençage de marqueurs génomiques de type RAD-tag, une méthode mise au point très récemment, offre de nouvelles perspectives pour l’étude de l’évolution d’organismes non modèles. Bien que le séquençage de RAD-tags aie été principalement utilisé pour répondre à des questions évolutives relevant du niveau de l’individu, de la population ou de l’espece, des études in-silico suggèrent que cette méthode devrait également etre utile à des échelles phylogenetiques beaucoup plus profondes. Cette communication, qui fait partie d’un volume spécial du journal Heredity sur la Génomique Environnementale (édité par l’INEE du CNRS), a pour but de tester empiriquement l’utilité du séquençage de RAD-tags pour délimiter des espèces d’invertébrés marins.

 

Les écosystèmes benthiques profonds de Papouasie Nouvelle-Guinée face à l’exploitation minière

Les espèces du milieu profond sont encore très mal connues, et pourtant déjà grandement menacées par les activités humaines, dont l’exploitation minière. Dans cet article, nous exposons les premiers résultats des campagnes d’exploration du Muséum national d’Histoire Naturelle dans les eaux profondes de la Mer de Bismarck en Papouasie Nouvelle-Guinée. Nous montrons comment certains assemblages d’espèces profondes sont d’hors et déjà affectés par l’exploitation du Nickel dans la Baie de l’Astrolabe.

Reply to the comment of Crossley et al. (2014)
Van Camp M, de Viron O, Métivier L, Meurers B, and Francis O Geophysical Journal International.
Quelques études mentionnent un certain accord entre la variation de masse observée en Europe par gravimétrie spatiale GRACE et par des instruments au sol. Nous démontrons que cet accord se limite au fait que l’Europe était plus humide (plus lourde) en hiver qu’en été. Cette limitation résulte de ce que les instruments au sol ne sentent que la masse du km^2 autour d’eux, alors que la résolution de GRACE est 16000 km^2, un réseau dense au sol ou un signal lisse serait donc requis pour que les deux concordent.

liste des publications par équipes de Recherche

publications de l’équipe AGÎLE
publications de l’équipe DPL
publications de l’équipe BIOFEEL
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(adresse de publication : LIENSs, U. La Rochelle and CNRS, La Rochelle, France)