utilisation de la technique de la pam fluorimétrie pour l

Utilisation de la technique de la PAM fluorimétrie pour l’évaluation de l’état de

santé des écosystèmes sensibles de Méditerranée (coralligène et Posidonies)

16 Mai 2012

C. Richard, T. Schvartz, S. Thorin & E. Dutrieux

I. Présentation de PAM fluorimétrieII. Application de PAM fluorimétrie à deux habitats

remarquablesIII. Technique de suivi du coralligène et des herbiers en

parallèle de PAM fluorimétrieIV. Principaux résultats obtenus pour les deux habitats suivis

(Herbiers de posidonies et coralligène)

I. PRESENTATION DE LA PAM FLUORIMETRIE

Définition et but de la méthode

- Mesure de la fluorescence chlorophyllienne- Détermination de l’efficacité photosynthétique- Estimation de l’état de santé

+ Efficacité photosynthétique est élevé + l’état de santé est bon

Outil employé : le DIVING-PAM

- Appareil compact et étanche jusqu’à 50m- Signaux transmis par fibre optique- Lumière de mesure à pulsation d’amplitude modulée

I. PRESENTATION DE LA PAM FLUORIMETRIE• La fluorescence chlorophyllienne

Transfert d’électrons à la chaîne photosynthétique

Les 3 voies de désexcitation de la chlorophylle sont en compétition les unes avec les autres

I. PRESENTATION DE LA PAM FLUORIMETRIE• Une combinaison de deux techniques

- PAM (Pulse Amplitude Modulation) = Système de modulation de la lumière d’excitation- Détection sélective de la fluorescence émise par la chlorophylle du PSII- Mesure très sensible de l’efficacité photosynthétique même en présence de lumière ambiante

- Technique du Flash saturant- Inhibition temporaire et réversible de la photochimie = dissipation résiduel de la fluorescence uniquement dû à l’émission de chaleur- Fluorescence maximale pendant le flash saturant- Mesure rapide et non-intrusive de l’efficacité photosynthétique


Blocage de la photochimie

FLASH

• La technique du flash saturant

I. PRESENTATION DE LA PAM FLUORIMETRIE• La technique de la pulsation d’amplitude modulée

= Système de modulation de la lumière d’excitation

II. APPLICATION DE LA PAM FLUORIMÉTRIE À DEUX HABITATS REMARQUABLES

L’herbier de Posidonie

La plus haute valeur écologique des habitats marins Espèce clé de voute Indicateur biologique de la qualité du milieu

Le coralligène

Deuxième plus haute valeur écologique après l’herbier de posidonies Valeur biologique très forte (récif composé de micro-habitats diversifiés) Forte valeur économique (langouste, mérou) et esthétique (plongée)

Tous deux menacés par : la pollution, les pêches, le tourisme marin (ancrages, plongée)

Mais également par la prolifération d’algues filamenteuse estivales pour le coralligène et l’érosion des côtes pour les herbiers

III. METHODE DE SUIVI DE CES DEUX HABITATS EN PARALLELE DE LA PAM FLUORIMETRIE

L’herbier de Posidonie

Suivi de l’état de santé de l’herbier via 5 paramètres :

- Densité des faisceaux- Proportion de rhizomes plagiotropes- Déchaussement- Taux de recouvrement- Biométrie

Le coralligène

Absence d’indicateurs écologiques spécifique à cet écosystèmeAbsence d’outils permettant de mesurer sa dégradation et sa restauration

- Mesures objectives, rapides et non-intrusives

- Outil détectant une dégradation de l’état de santé du coralligène ou de l’herbier avant des symptômes visuels

- Apporte des réponses précoces dans le cadre des suivi réguliers et ponctuels

• Avantages de la PAM fluorimétrie

III. METHODE DE SUIVI DE CES DEUX HABITATS EN PARALLELE DE LA PAM FLUORIMETRIE

∆F/Fm′

0

0,2

0,4

0,6

0,1

0,3

0,5

0,70,8

Bon

Moyen

Mauvais

DIVING-PAM

Réactions photosynthétiques : mesure de la fluorescence

chlorophyllienne

Efficacité photosynthétique

moyenne : détermination de

l’état de santé

IV. RESULTATS OBTENUS POUR LE CORALLIGENE

• MAI Bon état Couleur à dominance rouge

• AOUT Mauvaise état Algues filamenteuses Nécroses blanches Couleur à dominance jaune

• Observations visuelles en plongée autonome

Observation visuelle d’une dégradation du coralligène par le recouvrement algale (couleur et aspect)


Baisse significative après l’épisode algale, de l’efficacité photosynthétique des quatre espèces d’algues clés du coralligène

Mesures de PAM confirment l’état de dégradation visuel, entre les deux campagnes

L’outil semble donc efficace

• Mesures de PAM fluorimétrie

Intéressant poursuivre l’étude sur une échelle de temps plus longue pour :

- Analyser comment le coralligène est affecté- Analyser comment le coralligène « récupère » après la disparition des algues


Les résultats obtenus sur des critères visuels:

Ne permettent pas de déceler des variations rapides de l’état de santé

Ne permettent pas d’identifier les causes de dégradations dans un contexte de régression généralisé comme en Languedoc-Roussillon

Utilisation du PAM fluorimétrie semble donc intéressant

IV. RESULTATS OBTENUS POUR LES HERBIERS DE POSIDONIE• Observations visuelles en plongée autonome

IV. RESULTATS OBTENUS POUR LES HERBIERS DE POSIDONIE• Mesures de PAM fluorimétrie

Absence de stress des herbiers selon la saison (Eté/hiver) et la densité de l’herbier ( dense au cœur de l’herbier/épars en périphérie de l’herbier)

Différence non significative de l’efficacité photosynthétique moyenne des Posidonies selon la densité et la saison

IV. RESULTATS OBTENUS POUR LES HERBIERS DE POSIDONIE• Mesures de PAM fluorimétrie sur l’herbier des Aresquiers

Performances photosynthétiques de l’herbier épars plus faibles que celles de l’herbier dense

Plus faible tolérance de l’herbier clairsemé, aux changements d’intensité lumineuse

Posidonies de l’herbier clairsemé seraient plus souvent soumises à des éclairements limités, ce qui expliquerai leur moins bonne croissance

IV. RESULTATS OBTENUS POUR LES HERBIERS DE POSIDONIE• Mesures de PAM fluorimétrie sur l’herbier de la Grande Motte

Performances photosynthétiques de l’herbier en hiver plus faible que celles de l’herbier en été

Plus faible tolérance de l’herbier en hiver aux changements d’intensité lumineuse

Les herbiers l’hiver seraient plus souvent soumis à des éclairements limités par la turbidité, dû aux épisodes de tempête. Ceci expliquerai leur moins bonne croissance

IV. RESULTATS OBTENUS POUR LES HERBIERS DE POSIDONIE• Mesures de PAM fluorimétrie

La PAM fluorimétrie permet de visualiser des différences d’efficacités photosynthétiques entre les saisons et suivant la densité des herbiers. L’outil est donc efficace

Intéressant de mettre en relation les données physiques avec les données biologiques:

- Expliquer les origines de la diminution de l’efficacité photosynthétique- Proposer des mesures compensatoires pour préserver les herbiers

MERCI DE VOTRE ATTENTION

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