La diversité chez les foraminifères ...
Type de document :
Habilitation à diriger des recherches
URL permanente :
Titre :
La diversité chez les foraminifères benthiques : des patrons de distribution à leur rôle
Titre en anglais :
Diversity in Benthic foraminifera: From pattern to function
Auteur(s) :
Directeur(s) de thèse :
Seuront, Laurent
Date de soutenance :
2022-09-08
Président du jury :
Metzger, Édouard
Organisme de délivrance :
Université de Lille
École doctorale :
École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (SMRE)
Mot(s)-clé(s) :
Foraminifères benthiques
Écologie de la zone intertidale
Écotones
Indicateurs biologiques
Surveillance biologique
Bioturbation
Comportement de déplacement
Oxygène dissous
Carbone organique
Biodiversité
Écologie de la zone intertidale
Écotones
Indicateurs biologiques
Surveillance biologique
Bioturbation
Comportement de déplacement
Oxygène dissous
Carbone organique
Biodiversité
Mot(s)-clé(s) en anglais :
Benthic foraminifera
Intertidal ecosystems
Ecotones
Bioindicators
Biomonitoring
Bioturbation
Motion behavior
Dissolved oxygen
Organic carbon
Biodiversity
Intertidal ecosystems
Ecotones
Bioindicators
Biomonitoring
Bioturbation
Motion behavior
Dissolved oxygen
Organic carbon
Biodiversity
Résumé :
Les eaux de transition et les zones intertidales, situées à l’interface terre-mer, sont sous l’influence des eaux marines et des eaux douces. Ces écotones sont parmi les écosystèmes les plus productifs au monde. Ils ...
Lire la suite >Les eaux de transition et les zones intertidales, situées à l’interface terre-mer, sont sous l’influence des eaux marines et des eaux douces. Ces écotones sont parmi les écosystèmes les plus productifs au monde. Ils représentent environ 13% des zones côtières, et offrent un grand nombre de services écosystémiques à la société. Pour protéger et restaurer ces habitats fragiles, les états ont promulgué un grand nombre de lois, directives et traités. La mise en œuvre de ces législations génère une grande réflexion scientifique pour définir et proposer des méthodes pour définir la qualité écologique de ces milieux. Un groupe de la méïofaune, les foraminifères benthiques (protistes), est de plus en plus utilisé comme un bio-indicateur pertinent dans les eaux de transition. Dans ce travail, je synthétise les différentes études que nous avons menées afin de (i) proposer des méthodes pour utiliser les foraminifères benthiques pour évaluer le statut écologique des masses d’eaux de transition, (ii) de caractériser le comportement de déplacement des foraminifères et son application possible en écotoxicologie, et (iii) de comprendre leur rôle dans les processus de bioturbation à l’interface eau-sédiment. En détail, nos travaux ont confirmé que les foraminifères sont un bio-indicateur pertinent pour évaluer le statut écologique des eaux de transition et côtières. Pour cela, nous avons utilisé l’indice de diversité exp(H’bc) qui est performant pour détecter différentes sources de pollution. Cette méthode a été développée le long d’un gradient décroissant d’oxygène, et a ensuite été testée dans le cadre de différentes perturbations comme l’aquaculture, la construction de digues et les éléments traces métalliques. D’autre part, nous avons classé les espèces en groupes écologiques de polluo-sensibilité en réponse au carbone organique sédimentaire. Ce classement a permis de tester avec succès l’indice Foram-AMBI. De plus, nos expériences sur le comportement des foraminifères intertidaux ont montré qu’il existe une très fortes variabilité inter-individuelle et inter-spécifique en termes de distance parcourue mais aussi de comportement i.e. tortuosité, position verticale. Ils montrent ainsi des réponses comportementales typiques d’organismes stressés. Enfin, malgré leur petite taille, les foraminifères jouent probablement un rôle non négligeable dans le remaniement sédimentaire des zones intertidales. Leur rôle va dépendre des caractéristiques de chaque espèce comme leur comportement de déplacement, leur plasticité phénotypique et leur mode de bioturbation. Pour conclure, nous pensons que les foraminifères offrent un grand nombre d’opportunité pour répondre à des questions écologiques clefs dans le cadre des changements globaux, depuis leur réponse physiologique jusqu’au niveau des communautés. Ces organismes peuvent être considérés comme un groupe d’intérêt pour préciser notre compréhension des effets des nouvelles menaces environnementales de la période de l’Anthropocène sur la structure et le fonctionnement des milieux de transitions et intertidaux.Lire moins >
Lire la suite >Les eaux de transition et les zones intertidales, situées à l’interface terre-mer, sont sous l’influence des eaux marines et des eaux douces. Ces écotones sont parmi les écosystèmes les plus productifs au monde. Ils représentent environ 13% des zones côtières, et offrent un grand nombre de services écosystémiques à la société. Pour protéger et restaurer ces habitats fragiles, les états ont promulgué un grand nombre de lois, directives et traités. La mise en œuvre de ces législations génère une grande réflexion scientifique pour définir et proposer des méthodes pour définir la qualité écologique de ces milieux. Un groupe de la méïofaune, les foraminifères benthiques (protistes), est de plus en plus utilisé comme un bio-indicateur pertinent dans les eaux de transition. Dans ce travail, je synthétise les différentes études que nous avons menées afin de (i) proposer des méthodes pour utiliser les foraminifères benthiques pour évaluer le statut écologique des masses d’eaux de transition, (ii) de caractériser le comportement de déplacement des foraminifères et son application possible en écotoxicologie, et (iii) de comprendre leur rôle dans les processus de bioturbation à l’interface eau-sédiment. En détail, nos travaux ont confirmé que les foraminifères sont un bio-indicateur pertinent pour évaluer le statut écologique des eaux de transition et côtières. Pour cela, nous avons utilisé l’indice de diversité exp(H’bc) qui est performant pour détecter différentes sources de pollution. Cette méthode a été développée le long d’un gradient décroissant d’oxygène, et a ensuite été testée dans le cadre de différentes perturbations comme l’aquaculture, la construction de digues et les éléments traces métalliques. D’autre part, nous avons classé les espèces en groupes écologiques de polluo-sensibilité en réponse au carbone organique sédimentaire. Ce classement a permis de tester avec succès l’indice Foram-AMBI. De plus, nos expériences sur le comportement des foraminifères intertidaux ont montré qu’il existe une très fortes variabilité inter-individuelle et inter-spécifique en termes de distance parcourue mais aussi de comportement i.e. tortuosité, position verticale. Ils montrent ainsi des réponses comportementales typiques d’organismes stressés. Enfin, malgré leur petite taille, les foraminifères jouent probablement un rôle non négligeable dans le remaniement sédimentaire des zones intertidales. Leur rôle va dépendre des caractéristiques de chaque espèce comme leur comportement de déplacement, leur plasticité phénotypique et leur mode de bioturbation. Pour conclure, nous pensons que les foraminifères offrent un grand nombre d’opportunité pour répondre à des questions écologiques clefs dans le cadre des changements globaux, depuis leur réponse physiologique jusqu’au niveau des communautés. Ces organismes peuvent être considérés comme un groupe d’intérêt pour préciser notre compréhension des effets des nouvelles menaces environnementales de la période de l’Anthropocène sur la structure et le fonctionnement des milieux de transitions et intertidaux.Lire moins >
Résumé en anglais : [en]
Intertidal and transitional waters, situated at the interface between marine and terrestrial ecosystems, are under the influence of both marine and fresh water inputs. These ecotones are some of the most productive ecosystems ...
Lire la suite >Intertidal and transitional waters, situated at the interface between marine and terrestrial ecosystems, are under the influence of both marine and fresh water inputs. These ecotones are some of the most productive ecosystems globally. Representing at least 13% of the world’s coastline, they provide human societies with a range of ecosystem goods and services. To protect and restore these fragile ecosystems, many nations have enacted marine legislations. The implementation of these legislations worldwide is generating a fruitful debate amongst marine scientists about how to define and implement efficient and reliable bio-assessment tools. A component of the meiofauna, benthic foraminifera (protists), has been widely used as bio-indicators of several pollution sources in coastal and transitional waters. In this work, I will synthetize studies we conducted with the aim (i) to develop the use of benthic foraminifera as indicator of the health of benthic habitats, (ii) to characterize the motion-behavior of benthic foraminifera and possible application of this group as a bioassay and (iii) to understand the function of benthic foraminifera in bioturbation processes. In details, our works confirmed that foraminifera can be considered as a reliable biological quality element to assess the ecological quality status in transitional and marine systems. Specifically, the use of the diversity index exp(H’bc) based on benthic foraminifera showed good performance in detecting the impact of pollution in different contexts. This method was originally tested along a decreasing gradient of bottom-water oxygen concentration in SE Norwegian fjords and we showed it may work against most pollution sources like aquaculture, dike construction and heavy metals. Furthermore, our effort to assign foraminiferal species to ecological groups of sensitivity to total organic carbon showed that the classification reflects differences in species tolerance of organic load-related stress. We then obtained good evaluation of the ecological quality status with the use of the sensitivity-based Foram-AMBI index. Our experiments on the motion-behavior showed that benthic foraminifera displayed a high variability in their travelled distance but also in their motion behavior, e.g. tortuosity, vertical position; exhibiting typical responses of stressed organisms. Last, we reported that despite their minute size benthic foraminifera may play a significant role, though still largely overlooked, in intertidal mudflats sediment reworking. In details, bioturbation by benthic foraminifera is the result of the complex interplay between species-specific features such as motion behavior, phenotypic plasticity and functional classification, i.e. bioturbation mode. In conclusion, we believe that benthic foraminifera offer a putatively endless sets of opportunities to tackle the question of the potential effects of new global stressors, from the physiological to the ecosystem level. We plea here to embrace the opportunity to see in these minute organisms a unique prospect to refine our understanding of the effects of the new environmental threats of the “Anthropocene” on the structure and functions at play behind the future of transitional and intertidal ecosystems under climate change.Lire moins >
Lire la suite >Intertidal and transitional waters, situated at the interface between marine and terrestrial ecosystems, are under the influence of both marine and fresh water inputs. These ecotones are some of the most productive ecosystems globally. Representing at least 13% of the world’s coastline, they provide human societies with a range of ecosystem goods and services. To protect and restore these fragile ecosystems, many nations have enacted marine legislations. The implementation of these legislations worldwide is generating a fruitful debate amongst marine scientists about how to define and implement efficient and reliable bio-assessment tools. A component of the meiofauna, benthic foraminifera (protists), has been widely used as bio-indicators of several pollution sources in coastal and transitional waters. In this work, I will synthetize studies we conducted with the aim (i) to develop the use of benthic foraminifera as indicator of the health of benthic habitats, (ii) to characterize the motion-behavior of benthic foraminifera and possible application of this group as a bioassay and (iii) to understand the function of benthic foraminifera in bioturbation processes. In details, our works confirmed that foraminifera can be considered as a reliable biological quality element to assess the ecological quality status in transitional and marine systems. Specifically, the use of the diversity index exp(H’bc) based on benthic foraminifera showed good performance in detecting the impact of pollution in different contexts. This method was originally tested along a decreasing gradient of bottom-water oxygen concentration in SE Norwegian fjords and we showed it may work against most pollution sources like aquaculture, dike construction and heavy metals. Furthermore, our effort to assign foraminiferal species to ecological groups of sensitivity to total organic carbon showed that the classification reflects differences in species tolerance of organic load-related stress. We then obtained good evaluation of the ecological quality status with the use of the sensitivity-based Foram-AMBI index. Our experiments on the motion-behavior showed that benthic foraminifera displayed a high variability in their travelled distance but also in their motion behavior, e.g. tortuosity, vertical position; exhibiting typical responses of stressed organisms. Last, we reported that despite their minute size benthic foraminifera may play a significant role, though still largely overlooked, in intertidal mudflats sediment reworking. In details, bioturbation by benthic foraminifera is the result of the complex interplay between species-specific features such as motion behavior, phenotypic plasticity and functional classification, i.e. bioturbation mode. In conclusion, we believe that benthic foraminifera offer a putatively endless sets of opportunities to tackle the question of the potential effects of new global stressors, from the physiological to the ecosystem level. We plea here to embrace the opportunity to see in these minute organisms a unique prospect to refine our understanding of the effects of the new environmental threats of the “Anthropocene” on the structure and functions at play behind the future of transitional and intertidal ecosystems under climate change.Lire moins >
Langue :
Anglais
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Date de dépôt :
2023-05-04T14:29:17Z
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