Caractérisation de la réponse des macroalgues aux stress de la zone intertidale : impact sur la distribution des espèces et sur les rendements de production

Abstract

Les macroalgues, en tant qu’organismes photosynthétiques, jouent un rôle prépondérant dans le stockage du carbone en milieu côtier. Une grande partie d’entre elles se développent dans la zone intertidale, qui potentiellement constitue un environnement stressant, dû à l’alternance des phases d’immersion et d’émersion au cours des cycles de marée. Cependant, la compréhension des réponses de ces organismes aux stress de cet environnement particulier reste encore incomplète. Ce travail de thèse a pour objectif d’étudier les effets potentiels des stress de la zone intertidale sur la production primaire ainsi que sur l’évolution de l’aire géographique de répartition de différentes espèces de macroalgues. L’utilisation de chambres benthiques à l’émersion et à l’immersion a permis de suivre l’évolution saisonnière de la production primaire, tandis qu’une nouvelle approche de discrimination des espèces de macroalgues, basée sur l’utilisation des spectres de réflectance hyperspectral des individus, a été développée pour répondre aux besoins de suivis des stocks. La présente étude s’est focalisée sur quatre espèces d’Ochrophyta, caractéristiques du littoral du Pas-de-Calais. Le long de ces côtes, Pelvetia canaliculata, Fucus spiralis, Fucus serratus et Saccharina latissima sont caractéristiques de différents étages de la zone littorale et expérimentent donc des périodes d’émersion variées. Les bilans de production journaliers obtenus confirment que les macroalgues constituent l’un des écosystèmes les plus productifs sur la planète, comparable aux systèmes terrestres les plus productifs. Ces mesures ont également montré que la phase d’émersion constituait une période critique pour la production en été, avec l’apparition de phénomènes de photoinhibition important lié aux forts éclairements et aux fortes températures. Cependant, la présente étude a également montré que cette phase d’émersion avait un rôle primordial dans les bilans de production, principalement en hiver. En effet, au cours de cette période, la quasi-totalité de la production des macroalgues est réalisée au cours de l’émersion. La mise en place d’une nouvelle procédure de discrimination des macroalgues par leur signature hyperspectrale a permis de différencier, pour la première fois, les principales espèces caractéristiques de l’estran rocheux de la zone d’étude en conditions contrôlées. Cette nouvelle procédure a ensuite été appliquée sur des spectres acquis in situ à la fois au cours du découvrement des organismes et lors de la basse mer afin d’étudier l’effet de la dessiccation sur les spectres de réflectance. La dessiccation favorise une discrimination plus efficace des signaux de réflectance hyperspectrale, au travers de la diminution de la variabilité intra-spécifique des réponses spectrales. Un suivi mensuel des spectres de réflectance hyperspectrale des macroalgues a également été réalisé et les résultats de discrimination spectrale obtenus ont montré que la période la plus propice à la réalisation de survols cartographiques était l’été.