Du zooplancton pour lutter contre l'eutrophisation - M. Tackx Présentation basée sur le projet 'BIOFOZI' et la thèse de Maiwen le Coz (2017) : ...

Du zooplancton pour lutter contre l’eutrophisation
 M. Tackx

Présentation basée sur le projet ‘BIOFOZI’

et la thèse de Maiwen le Coz (2017) :

‘Distribution et rôle trophique du zooplancton dans le bassin versant de l’Escaut’

Le plancton Organismes qui ne résistent pas au courant;
 donc qui sont transportés avec les masses d’eau

Le phytoplancton: algues unicellulaires

 10 µm 5 µm

 Production primaire

 N, P, Si + 6CO2+ 6H2O  C6H12O6 + 6O2

 cyanobactéries

Le zooplancton: microzooplancton
 ciliées

flagellées hétérotrophes

 20 µm
 amibes

Le zooplancton: mésozooplancton

 cladocères Rotifères: micro- et méso

1mm 0,1mm
 copépodes

 100 µm

1mm 1mm
 calanoides cyclopoides

Activité trophique du zooplancton

 Cladocères

 Détritus
 Phyto Poissons

 MES
 Copépodes

 Rotifères

 Bactéries Ciliés
 Flagellés

Benthos

Historique

 OMES
 Estuaire de l’Escaut

 Gouy-le-Catelet

OMES

Suivi DCE par l’AEAP

 OMES

 Classes d’état des
 eaux de surface
 Etat écologique État chimique
 (biologie, physico-chimie) (NQE)

 bon

 mauvais

Etat écologique (DCE)
 IBD Classes d’état:
(indice
(indice Biologique
 Biologique
 diatomées)
 Mauvais
 Médiocre
 IPR BIO
 (indice Poissons
 (Etat Biologique)
 Moyen
 Rivière)
 Bon
 Très Bon
 IBGN
(Indice Biologique
 Invertébrés)

Nutriments Etat Ecologique

 Oxygène PCH
 (Etat Physico
Acidification Chimique)

Température

 PSEE
 (polluants spécifiques)

 Hydromorphologie

OMES

 Classes d’état des
 eaux de surface
 Etat écologique État chimique
 (biologie, physico-chimie) (NQE)

 bon

 mauvais

Raisons de déclassement

LE CANAL D'AIRE À LA BASSÉE À AIRE SUR LA LYS (62) P et N
L'ESCAUT RIVIÈRE À CRÉVECOEUR SUR ESCAUT (59) NH4
LA SENSÉE CANALISÉE À FÉRIN (59)
L'ESCAUT CANALISÉ À NEUVILLE SUR ESCAUT (59) N
L'ESCAUT CANALISÉ À FRESNES SUR ESCAUT (59) N et P
LA LYS CANALISÉE À ERQUINGHEM/LYS (59) N et P, O2
LA LYS CANALISÉE À WERVICQ (59) N et P
LA DEULE CANAL À DON (59) N
LA DEULE CANAL À WAMBRECHIES (59) PO4 NH4
LA SCARPE CANALISÉE À BREBIÈRES (62) NO2
LA SCARPE CANALISÉE À NIVELLE (59) NO2
LA SAMBRE CANALISÉE À JEUMONT (59) P et NH 4

eutrophisation

 micro - et meso-
 zooplancton
 poissons
 Cladocère

 Rotifère

 Copepode

 phytoplancton
 Chla : 3- 37 µg L-1

BIOFOZI
 Biodiversité et Fonctionnalité du zooplancton :
 test de potentiel indicateur de la qualité de l’eau

EcoLab - Université Paul Sabatier, (Toulouse III)/CNRS/INPT
M. Tackx, M. Le Coz, S. Chambord, R. Fernandez, C. Sossou, F. Azémar, E. Buffan-Dubau

Geosystèmes/ LASIR - Université Lille 1
B. Ouddane, S. Net, D. Dumoulin, T. Popescu, S. Rabodonirina.

LOG - Université Lille 1 ECOBE – University of Antwerp
S. Souissi, J. Ovaert P. Meire, T. Maris, D. Van Pelt

 bourse de thèse ESR

Questions

Y a-t-il du zooplancton ?

Communautés importantes ?
Diversifiées ?

En accord avec la classification DCE ?

Rôle trophique du zooplancton ?

BIOFOZI: stations d’échantillonnage : 5 campagnes 2013-2015

Echantillonnage: 50 L sub-surface / 50µm maille + Formol 4%

 Comptage
 + paramètres environnementaux
 - Température, O2, in situ
 - Chla et pigments marqueurs (HPLC)
 - MES et MO, nutriments

 - Contaminants: HAPs, Mtrs

Abondance du zooplancton
 avril 2014 septembre 2014
 800 160
 ind.Milliers rotifères nauplii copépodes rotifères nauplii copépodes

 Milliers
 L-1

 ind. L-1
 600 120

 400 80

 200 40

 0 0

 station station
 avril 2014 september 2014
 16 copépodes cladocères
 16 copépodes cladocères
 Milliers

 Milliers
 12
 ind. L-1

 12

 ind. L-1
 8
 8
 4 4
 0 0

 station station

Diversité du zooplancton.

 avril 2014 septembre 2014
 25 rotifères cladocères 25 Rotifères cladocères
 20 20
 15 15
n°

 n°
 10 10
 5 5
 0 0

 station station

 Communautés de zooplancton abondantes et diversifiées

Accord avec classification DCE? Abondances
 avril 2014
 total rotifères copépodes cladocères
 600 600 30 15

 abundance ( ind. L-1)
 abundance ( ind. L-1)

 abundance ( ind. L-1)
 abundance (ind.L -1)

 500 500 25
 400 400 20 10
 300 300 15
 200 200 10 5
 100 100 5
 0 0 0 0

 septembre 2014
 total rotifères copépodes cladocères
 200 140 80 5
 abundance ( ind. L-1)

 abundance ( ind. L-1)

 abundance ( ind. L-1)
abundance ( indL-1)

 120 70
 150 60 4
 100
 80 50 3
 100 40
 60 30 2
 50 40 20 1
 20 10
 0 0 0 0

Composition des communautés
 Analyses multivariées

 1.0
 1.0
 CSE Rotifères

 ERQ Copépodes
 NO3 Trt
 + Cladocères
 Bdel Lec
 B.ru
 BRE Mono
 Ptot
Axis2 : 22,7%

 [O2] DON Har Euc Not
 NO2 %O2 ASL Alo Dap

 WAM
 NH4 Cyc
 FER Cep
 WER PO4
 Chy Cal.C
 Ill B.an
 B.ur
 JEU
 NSE FSE DBO5 pH F.lo
 Cal
 COD K.co Pol
 NIV T° Nauplii K.qua Syn
 Kel
 B.cal Aspl Cyc.C
 -1.0

 -1.0
 B.le Bos

 -1.0 Axis1 : 26,8% 1.0 -1.0 1.0
 Classes d’état Mauvais taxons
 DCE: Médiocre
 Moyen
 Bon
 Très Bon

Analyses multivariées

 1.0
 1.0
 CSE

 ERQ NO3 Trt

 Bdel Lec
 B.ru
 BRE Mono
 Ptot
Axis2 : 22,7%

 [O2] DON Har Euc Not
 NO2 %O2 ASL Alo Dap

 WAM
 NH4 Cyc
 FER Cep
 WER PO4
 Chy Cal.C
 Ill B.an
 B.ur
 JEU
 NSE FSE DBO5 pH F.lo
 Cal
 COD K.co Pol
 NIV T° Nauplii K.qua Syn
 Kel
 B.cal Aspl Cyc.C
 -1.0

 -1.0
 B.le Bos

 -1.0 Axis1 : 26,8% 1.0 -1.0 1.0
 Classes d’état Mauvais taxons
 DCE: Médiocre
 Rotifères Copepodes+ Cladocères
 Moyen
 Bon
 Très Bon

Abondance du zooplancton : pas en accord avec le classement DCE

Zoo partout

Différentes communautés adaptées à différentes conditions de qualité de l’eau

Activité trophique du zooplancton

 Cladocères

 Détritus
 Phyto Poissons

 MES
 Copépodes

 Rotifères

 Bactéries Ciliés
 Flagellés

Benthos

Expériences d’incubation:
 HPLC : quantification de pigments du phyto
 contrôle
 Eau naturelle < 50 µm C C
 C C
 (MES avec phytoplancton)

 broutage 24 h incubation
 B
 Eau naturelle < 250 µm B
 (MES avec phytoplancton G G
 + zooplancton)

 1 Phyto croissance
 Ct k= ln
 
 [Pigment]

 C0 Czt Zoo broutage:
 1 
 Cz0 g= ln mortalité par broutage
 
 H 24

Impact du zooplancton sur le phytoplancton

 1
 k Chlorophylle a: biomasse totale phyto

 phyto croissance
 0,75
 k: 0,65 g: 0,23

 0,5

 0,25

 0
 g
 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1

 mortalité par broutage
 -0,25

 -0,5

 -0,75

 -1

Impact du zooplancton sur le phytoplancton

 1
 k
 Chlorophylle a: biomasse totale phyto

 phyto croissance
 0,75
 k: 0,65 g: 0,23

 k > g: le phyto n’est pas
 0,5
 surexploitée par le zoo

 0,25

 0
 g
 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1

 mortalité par broutage
 -0,25

 -0,5

 -0,75

 -1

Impact du zooplancton sur le phytoplancton
 1
 k

 phyto croissance
 0,75
 k: 0,58 g: - 0,28 k: 0,65 g: 0,23
Broutage négatif ?
 0,5

 0,25

 0
 g
 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1
 zoo broutage
 -0,25

 -0,5

 -0,75

 -1

Impact du zooplancton sur le phytoplancton
 1
 k
 Ct

 [Pigment]
 0,75
phyto croissance

 k: 0,65 g: 0,23
 k: 0,58 g: - 0,28
 C0 Czt
 0,5
 Cz0
 Time
 0,25

 0
 g Czt
 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75

 zoo broutage
 1
 Ct

 [Pigment]
 -0,25

 C0
 -0,5
 Cz0
 Time
 -0,75

 -1

Activité trophique du zooplancton

 Cladocère

 Détritus
 Phyto poisson

 MES
 Copépode

 Rotifère

 Bactéries Ciliés
 Flagellés

Benthos

1
 k
 croissance phyto
 0,75
 Chla Pigments marqueurs
 Chlorophycées
 0,5 violaxanthin

 0,25
 lutein
 0
 g
-1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1
 chl-c
 -0,25

 alloxanthin Cryptophycées
 -0,5

 -0,75

 mortalité par broutage
 -1

1
 k
 Chla
 croissance phyto
 ??? 0,75

 violaxanthin Chlorophycées
 0,5
 lutein
 0,25
 chl-c

 0
 g Diatomées
-1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1
 fucoxanthin

 -0,25 diadinoxanthin

 -0,5 alloxanthin Cryptophycées

 -0,75

 mortalité par broutage
 -1

Cyanobactéries

 broutage sur cyanobactéries
 1
 k
 Chla
croissance phyto 0,75
 violaxanthin
 Chloro
 0,5
 lutein

 0,25 chl-c

 0
 g Cyano zeaxanthin
 -1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 Diatom fucoxanthin
 -0,25
 diadinoxanthin

 -0,5 Crypto alloxanthin

 -0,75

 mortalité par broutage
 -1

Le zooplancton impacte tout les taxons du phytoplancton
(cyanos)?

Ne surexploite pas le phyto

Cascade trophique responsable d’une ‘préservation’ de phyto?

Conditions des processus pas encore claires

Conclusions générales et recommandations

Mise en évidence de l’existence du zooplancton dans le bassin amont de l’Escaut

PARTEZ A LA RENCONTRE DE LA BIODIVERSITE

 A LA DECOUVERTE DU ZOOPLANCTON

Projet de livret (BIOFOZI- AEAP)

Potentiel d’utilisation du zooplancton pour lutter contre l’eutrophisation

 1.0
 1.0
 CSE

 ERQ NO3 Trt

 Bdel Lec
 B.ru
 BRE Mono
 Ptot
 Axis2 : 22,7%

 [O2] DON Har Euc Not
 NO2 %O2 ASL Alo Dap

 WAM
 NH4 Cyc
 FER Cep
 WER PO4
 Chy Cal.C
 Ill B.an
 B.ur
 JEU
 NSE FSE DBO5 pH F.lo
 Cal
 COD K.co Pol
 NIV T° Nauplii K.qua Syn
 Kel
 B.cal Aspl Cyc.C
 -1.0

 -1.0
 B.le Bos

 -1.0 Axis1 : 26,8% 1.0 -1.0 1.0
 Classes d’état Mauvais taxons
 DCE: Médiocre
 Moyen
 Rotifères Copépodes + Cladocères
 Bon
 Très Bon

Potentiel de développement du zoo : une question de temps de résidence

 Modèles de gestion: hydrologie !

Pour comprendre le développement du zooplancton

données hydrologiques: les débits ne suffisent pas

 Q=S×v

 section (S)

 temps de résidence ou vitesses de courant (v)

 modèles hydrologiques ?

Activité trophique du zooplancton

 1

 ?
 k
 mésozooplancton
 0,75
 Cladocères
 0,5
 Detritus Poissons
 0,25
 Phyto
 ME Copépodes
 0
 g S Rotifères
-1 -0,75 -0,5 -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1

 -0,25

 -0,5 Bacteries
 Flagellés Ciliés
 -0,75 Benthos
 mortalité par broutage
 -1

Caractère transfrontalier….à exploiter

Le Coz et al., 2017.Hydrobiologia, DOI 10.1007/s10750-017-3256-6

merci de votre attention