Fonctionnement et dynamique des écosystèmes hydrothermaux Vers un premier modèle Bérengère Husson, Pierre-Marie Sarradin, Alain Menesguen, Alexis Khripounoff, Jozée Sarrazin
Contexte Hydrothermalisme et site atelier Colloque AFH Montpellier 2015 2
Contexte L hydrothermalisme Un fluide chaud, acide, riche en composés réduits VS Une eau de mer froide, oxygénée De très forts gradients chimiques et physiques, dans le temps et l espace De fortes densité de faune qui s organisent selon ce gradient Colloque AFH Montpellier 2015 3
Contexte Le site atelier Champ hydrothermal de Lucky Strike, sur la ride médio-atlantique, édifice Tour Eiffel 20 ans de données Observatoire EMSO-Açores Sarrazinet al., 2014 High-resolution dynamics of a deep-sea hydrothermal mussel assemblage monitored by the EMSO-AçoresMoMARobservatory
La communauté de Tour Eiffel L importance de l espèce ingénieure Colloque AFH Montpellier 2015 5
Contexte Communauté Les communautés hydrothermales de Tour Eiffel Une bibliographie sur: L abondance La diversité Les habitats Les régimes alimentaires Un réseau trophique Bactéries chimiosynthétiques : T, [S, Fe],[Pb, Me] : ph, [0 2 ] Colloque AFH Montpellier 2015 6
Contexte Communauté L espèce ingénieure de Tour Eiffel, Bathymodiolus azoricus Dominante 30 à 95% de la biomasse/m² Micro-habitat pour les autres espèces Peu de prédateurs Adaptée à son environnement: Trois sources d alimentation Double symbiose (CH 4 et sulfures dissouts) Appareil digestif fonctionnel (Filtration) Cuvelier et al 2010 Hydrothermal faunal assemblages and habitat characterisation at the Eiffel Tower edifice (Lucky Strike, Mid-Atlantic Ridge) Colloque AFH Montpellier 2015 7
Modèle Conceptualisation et acquisition de données Colloque AFH Montpellier 2015 8
Contexte Site d étude Modèle conceptuel et acquisition de données Un premier modèle basé sur la modiole Filtration POC Méthanotrophie CH 4 TdS Sulphoxidation Excrétion Modioles Respiration Mortality Colloque AFH Montpellier 2015 9
Contexte Site d étude Modèle conceptuel et acquisition de données Un premier modèle basé sur la modiole Modèle dynamique de biomasse à l équilibre Filtration Moules côtières Ren et Ross, 2015 Méthanotrophie Moules de suintements froids Kochevar et al., 1992 Sulphoxydation Ex- situ, incorporation ou conso Riou et al., 2008, Beinart et al., 2015 Excrétion Déterminée par le modèle Mortalité Moules côtières Mallet et al., 1987 Respiration Obtenue in situ Colloque AFH Montpellier 2015 10
Contexte Site d étude Modèle conceptuel et acquisition de données Acquisition des données de respiration Calmar (Caprais et al., 2010) Préleveurs d eau programmables Capteur optique d oxygène Agitation Khripounoffet al., in prep. Respiration of deep-sea bivalves from three different areas: cold seep, hydrothermal vent and rich organic carbon area Colloque AFH Montpellier 2015 11
Contexte Site d étude Modèle conceptuel et acquisition de données Acquisition des données de respiration Consommation O2 (% 02 initial) 100% 95% 90% 85% 80% Expériences in situ de consommation d oxygène par B.azoricus 0 1 2 3 4 5 6 Nombre d heures d incubation Calmar A1 Calmar B1 Calmar A2 Calmar B2 y = -0.023x + 1.00 y = -0.033x + 1.00 Nombre de Longueur Poids total Poids moyen Consommation Consommation modioles moyenne (mm)(g poids sec) (g poids sec) (ml O 2 /g/h) (gdw/gdw/d) Calmar A1 22 40,11 6,25 0,28 0,4488 1,48% Calmar B1 19 50,25 9,14 0,48 0,4069 1,33% Calmar A2 200 Calmar B2 16 TRAVAUX EN COURS M.edulis: 0.25 à 0.54 mlo 2 /g/h (Bayne et al 1976; Vahl1973) M.galloprovincialis: 0.59 mlo 2 /g/h (Camachoet al 2000) B.thermophilus: 0.083 à 0.098 ml/g/h (Smith, 1985) Colloque AFH Montpellier 2015 12
Utilisation des données dans le modèle Premiers résultats Colloque AFH Montpellier 2015 13
Contexte Site d étude Modèle conceptuel et acquisition de données Utilisation des données Etats initiaux, objectif de biomasse et premiers résultats Nombre de Longueur moyenne Poids total Poids moyen Consommation (µmol modioles (mm) (g poids sec) (g poids sec) O2/g/h) Calmar A1 22 40,11 6,25 0,28 20,0176 Densité Longueur moyenne Poids total Poids moyen T C TdS(µmol/L) (mm) (g poids sec) (g poids sec) Echantillon 5484 41.1 1476.05 0.27 4.91 1.50 Etat initial: Respiration Calmar A1 appliquée à assemblage similaire (Tailles et poids) Consommation non limitée par les concentrations Etat Final: Riouet al.,2008, 2010 Colloque AFH Montpellier 2015 14
Contexte Site d étude Modèle conceptuel et acquisition de données Utilisation des données Bilan Les bonnes biomasses et densités Un taux d incorporation total correct MAIS Un temps d équilibrage lent (trop lent?) Des respirations trop faibles Une mortalité pas suffisamment contrainte Les pistes: Étude de sensibilité en cours: OAAT et tests sur les autres échantillons Adapter la méthode à une meilleure prise en compte de l incertitude: utiliser le bayésien? Colloque AFH Montpellier 2015 15
Applications et perspectives Se rapprocher de l objectif, appliquer aux enjeux Colloque AFH Montpellier 2015 16
Contexte Site d étude Modèle conceptuel et acquisition de données Utilisation des données Applications et perspectives Des premières hypothèses sur l exploitation des grands fonds Tester les impacts potentiels des panaches dus à l exploitation Surcharge de particules? Augmentation de la toxicité? NMA news direct L objectif: un modèle écosystémique Flux de carbone dans l écosystème: LIM Modèle biogéochimique en préparation Un autre modèle sur la crevette? Colloque AFH Montpellier 2015 17
Merci pour votre attention Colloque AFH Montpellier 2015 18