L'utilisation d'un cadre de travail mécaniste pour améliorer les outils basés sur les isotopes stables en écologie trophique

Abstract

L'impact des changements globaux sur les écosystèmes marins est sans précédent. Dans un souci de préservation des écosystèmes, les métriques trophiques servent d'indicateurs de leur fonctionnement. Les interactions trophiques sont aisément déduites des isotopes stables par méthode d'inférence. Cependant, les inférences isotopiques reposent sur l'hypothèse d'équilibre isotopique. Ce travail de thèse vise à mettre en évidence la nécessité de s'affranchir de cette hypothèse en rendant les modèles isotopiques dynamiques, grâce au taux de renouvellement isotopique. La démarche développée estde construire un cadre de travail mécaniste via un modèle dynamique, pour créer une expérience virtuelle qui nous permette de tester les inférences. Tout d'abord, l'élaboration d'un modèle de mélange dynamique a permis d'améliorer les estimations du régime alimentaire à l'échelle individuelle, qui sont biaisées de 50 % avec une approche statique instantanée. Ce biais diminue à 15 % à partir du moment où λ est pris en compte, avec une approche statique intégratrice des valeurs isotopiques. Pour une estimation non biaisée et dynamique, l'application du modèle de mélange dynamique est requise, avec une estimation précise et dynamique de λ. Puis, l'implémentation de la dynamiqueisotopique aux modèles écosystémiques a permis de confirmer à l'échelle de la communauté, que l'azote reflète bien la structure moyenne du réseau trophique dans un cas de prédation opportuniste. Toutefois, la différence d'un niveau trophique a été observée pour certains top-prédateurs, entre les estimations par les matrices de régime alimentaire et celles par l'azote. L'intégration des mécanismes de la dynamique isotopique dans les inférences est une avancée majeure, puisqu'elle modifie notre vision des interactions trophiques dans les écosystèmes marins.