Les populations de coccolithophoridés en Atlantique Nord :

saisonnalité et interannualité

Mayi LekuonaEquipe Biopal

UMR EPOC – DGO, Université Bordeaux1

Opération GEP&CO(Geochimie, Espèces Phytoplanctoniques et Couleur de

l’Océan; programme PROOF)

Objectifs:

• Décrire la variabilité des groupes phytoplanctoniques d’importance biogéochimique globale

• Comprendre leur réponse à la variabilité de la circulation océanique

• Évaluer leur conséquences sur la géochimie de l’océan

Les coccolithophoridés

• Classe Prymnesiophyceae, Division Haptophyta

• Algues calcaires unicellulaires

• Taille: 5-50 m

• Algues type de milieux oligotrophes

• Principaux producteurs de CaCO3 à la surface des océans

• Contribution majeure aux dépôts de sédiments calcaires biogènes

• Maximum d’abondance et de diversité à la fin du Crétacé (63-95 Ma)

Emiliania huxleyi

Gephyrocapsa muellerae

Les coccolithophoridés: Importance

• Marqueurs des masses d’eau• Grande importance sur le cycle

biogéochimique et le climat: Albédo de l’océan Rétention de la chaleur Albédo des nuages (DMSP) Cycle du carbone

Communautés fossiles

Reconstruction de paléocirculations océaniques

Reconstruction de paléoclimats

Pourquoi une étude des populations de coccolithophoridés?

• Placer les différents assemblages dans leur contexte physico-chimique

• Observer l’évolution saisonnière et interannuelle des populations

• Créer une base de données utile pour les reconstructions en paléocéanographie

L’océan Atlantique Nord:Contexte hydrobiologique

Domaines écologiques

d’après Longhurst, 1993

Méthodes: échantillonage

• Prélèvements toutes les 4h par pompage via le circuit d’eau de mer du Contship London

• Passage au travers de filtres membrane• Séchage • Conservation dans une boîte de Pétri à TºC

ambiante

Matériels et méthodes

Technique Résultats

Thermosalinographe TºC et S de surface

TECHNICONConcentration en PO4

2-, NO32-, NO2

- et Si(OH)4

2-

Spectrofluorométrie Concentration en chlorophylle

HPLCConcentration en pigments marqueurs (Ex: Fucoxanthine: diatomées; 19’-HF: coccolithophoridés)

Microscopie optique à lumière polarisée

Enumération du phytoplancton calcaire

Température (°C)

0

5

10

15

20

25

30

290 300 310 320 330 340 350 360

Longitude (°)

T(°

C)

Salinité

31

32

33

34

35

36

37

290 300 310 320 330 340 350 360

Longitude (°)

S

Paramètres physico-chimiques

GFST NADR

GEP&CO E GEP&CO F GEP&CO HGEP&CO G

Silicates(mol/m3)

0

1

2

3

4

5

6

7

290 300 310 320 330 340 350 360

Longitude (°)

SiO

H4

(m

ol/

m3)

Nitrates et nitrites (mol/m3)

0

2

4

6

8

10

290 300 310 320 330 340 350 360

Longitude (°)

NO

3-N

O2

( m

ol/

m3)

Stock totaux

Stock totaux

0

10

20

30

40

50

60

Oct. 2000 J anv. 2001 Avr. 2001 J uil. 2001

Cell

ule

s/li

tre (

x1

00

0)

Stock totaux et Biovolumes (Oct. 2000)

y = 138,6x + 237,32

R2 = 0,9534

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Cellules/litre (x1000)

Bio

vo

lum

es (

x1000 m

m3/l

)

0

0,1

0,2

351348345339335330327324318315310307303299295

Longitude (°)

Co

nce

ntr

atio

n (

g/l

)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Cel

lule

s/li

tre

(x10

00)

19'HF Cel/litre(*1000)

Abondances relatives

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Longitude (°)

H. carteri

U. sibogae

U. tenuis

C. leptoporus

S. pulchra

Syracosphaera sp.

G. oceanica

G. muellerae

E. huxleyi "grande"

E. huxleyi "fermée"

E. huxleyi "ouverte"

Richesse spécifique et diversité

Campagnes nov. 99 – juil. 00 Campagnes oct. 00 – juil.01 Cel/litre

(x1000) S H’ J Cel/litre

(x1000) S H’ J

Automne 58,57 3 0,90 0,54 17,61 2 0,39 0,36 Hiver 45,45 5 1,56 0,69 27,01 5 1,6 0,73 Printemps 103,22 6 1,60 0,63 50,63 5 1,46 0,64 Eté 52,12 4 1,44 0,71 13,24 3 0,66 0,48

1999-2000

0

20

40

60

80

100

120

Automne Hiver Printemps Eté

0

0,5

1

1,5

2

cel/litre(*1000) H'

2000-2001

0

20

40

60

80

100

120

Automne Hiver Printemps Eté

0

0,5

1

1,5

2

cel/litre(*1000) H'

Ici, l’indice de diversité de Shannon-Weaver s’accroît en hiver-printemps car la richesse spécifique augmente et parce qu’il y a une meilleure équirépartition des espèces.

Variabilité interannuelle

Biomasse de coccolithophores

020406080100120140160

346

342

337

334

331

328

325

318

314

309

305

302

296

Cel

/lit

re (

*100

0)

Nov. 1999 Oct. 2000

Silicates

0

0,5

1

1,5

2

349,

44

346,

15

340,

44

336,

88

333,

68

328,

73

325,

2

319,

92

316,

54

313,

34

308,

42

306,

14

300,

78

Longitude (°)

Sili

cate

s (

mo

l/m3)

Nov. 1999 Oct. 2000

Nitrates + nitrites

00,511,522,53

Longitude (°)

Nitr

ates

(mm

ol/m

3)

Température (°C)

10

15

20

25

Longitude (°)

T°C

Conclusions

• Les coccolithophoridés sont adaptés à des conditions stables et oligotrophes, mais peuvent montrer un caractère opportuniste.

• L’utilisation de 19’HF comme pigment marqueur des coccolithophoridés est assez limitée.

• La richesse spécifique et la diversité dans la zone d’étude sont faibles. Ces indices montrent une variabilité spatiale et temporelle.

• La division de l’Atlantique Nord par Longhurst (1998) en domaines écologiques s’appliquent à la distribution des assemblages de coccolithophoridés.

• L’espèce Emiliania huxleyi est le taxon dominant des populations de coccolithophores en Atlantique Nord (moyennes latitudes).

Prospectives

• Le projet GEP&CO a permis de créer une base de données saisonnière et interannuelle unique.

• Ce projet s’est achevé en 2002, mais les données obtenues lors des quatre dernières campagnes n’ont toujours pas été traitées.

• Il serait intéressant de réaliser une étude de l’influence du PCO2 et de l’alcalinité sur le développement des populations de coccolithophoridés.

• Une campagne d’échantillonage à différentes profondeurs serait également intéressante à fin de comprendre la distribution de ces populations dans la colonne d’eau.