impacts du changement climatique sur l`ormeau

Proposition d’un stage de Master 2 (année universitaire 2016-2017)
Janvier-juin 2017
Laboratoire d’accueil : Laboratoire Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M), UMR 7144
Nom du Responsable du laboratoire : François LALLIER
Adresse : Station Biologique de Roscoff, UMR 7144, Place Georges Teissier, 29688 Roscoff
Équipe d’accueil : Équipe Écogéochimie et Fonctionnement des Écosystèmes Benthiques (EFEB)
http://www.sb-roscoff.fr/fr/efeb-ecogeochimie-et-fonctionnement-des-ecosystemes-benthiques
Responsables de stage :
Sophie MARTIN
Laboratoire AD2M, Station Biologique de Roscoff
Téléphone : 02.98.29.56.59
Mail : [email protected]
http://www.sb-roscoff.fr/fr/martin-sophie/160
Stéphanie AUZOUX-BODENAVE
UMR BOREA, Station de Concarneau
Téléphone : 02.98.50.42.88
Mail : [email protected]
http://borea.mnhn.fr/fr/users/st%C3%A9phanie-auzoux-bordenave
Sabine ROUSSEL
UMR LEMAR, UBO, Institut Universitaire Européen de la Mer, Plouzané
Téléphone : 02.98.01.60.73
Mail : [email protected] Intitulé du stage :
IMPACTS DU CHANGEMENT CLIMATIQUE
SUR L’ORMEAU EUROPEEN HALIOTIS TUBERCULATA
Description et objectifs scientifiques du stage
L’acidification et le réchauffement des océans représentent un enjeu environnemental
majeur. Selon les prévisions des experts, la température de surface des océans pourrait s’élever de
1 à 3°C et le pH océanique pourrait diminuer de 0,1 à 0,3 unités d’ici à 2100 [1]. Ces variations
des conditions océaniques entraînent notamment une diminution de la teneur en carbonates de
l’eau de mer qui impacte directement les organismes calcifiants. Les mollusques, qui élaborent une
coquille en CaCO3, sont particulièrement vulnérables à ces changements notamment durant les
stades précoces de leur développement [2].
L'ormeau Européen Haliotis tuberculata est un mollusque d’intérêt écologique et
économique dont l’élevage est actuellement en plein essor. La collaboration déjà établie avec
l’écloserie France-Haliotis a permis d’étudier les étapes précoces du développement et de la
formation coquillière [3, 4]. La coquille d’ormeau est constituée majoritairement de CaCO3 sous
forme amorphe dans les premiers stades puis sous forme aragonitique dans les stades plus âgés.
Ces deux formes de CaCO3 sont particulièrement sensibles à la dissolution lorsque le pH de l’eau
de mer diminue. Les effets conjugués du réchauffement et de l’acidification océanique sur les
ormeaux commencent à peine à être étudiés. Chez l'ormeau H. kamtschatkana, la diminution du
pH entraîne une importante mortalité des embryons et les survivants produisent des larves sans
coquille [5]. La combinaison d’une élévation de température et d’une acidification de l’eau de mer
entraine une importante mortalité chez les embryons de H. coccoradiata [6].
Dans ce contexte, les principaux objectifs du présent projet consisteront à (i) analyser les
effets conjugués de l'acidification et du réchauffement sur les stades juvéniles d’ormeaux H.
tuberculata et (ii) appréhender les capacités d’acclimatation ou d’adaptation de l’ormeau a ces
changements environnementaux.
Méthodologie
Les ormeaux juvéniles (12 à 18 mois) issus de la ferme aquacole France-Haliotis seront
transférés à la station biologique de Roscoff en janvier 2017 pour y être acclimatés puis maintenus
en aquariums en conditions contôlées de pH et de température.
Plusieurs scénarios seront testés en accord avec les prévisions des experts pour 2100 [1]:
scénario actuel : pH 8,0 ; température locale moyenne (TLM): 10°C (hiver) à 17°C (été)
scénario RCP 4.5 : -0.15 unités pH / TLM +1.3°C
scénario RCP 8.5 : -0.3 unités pH / TLM +2.7°C
Le travail de stage s’inscrit dans un projet de collaboration entre les équipes de Roscoff,
Concarneau et Brest, qui sera conduit entre janvier et décembre 2017. Les ormeaux juvéniles
seront exposés durant 6 mois aux différentes conditions de pH, avec un ajustement de la
température à la valeur locale saisonnière (comprise entre 10°C en hiver et 17°C en été) augmentée
de 1.3 et 2.7°C.
Les réponses physiologiques et comportementales des juvéniles seront analysées et
comparées entre les différentes conditions de stress à travers plusieurs séries de mesures conduites
au cours du temps.
Des mesures de taux physiologiques, telles que la respiration (flux d’oxygène), l'excrétion
(flux d’ammonium) et la calcification (variations d’alcalinité totale) seront réalisées à l’aide de
chambres respirométriques,
Des mesures de l’activité de l’anhydrase carbonique seront effectuées en parallèle afin de
détecter d’éventuelles variations liées aux conditions de pH/T°C.
La croissance des ormeaux dans les différentes conditions sera évaluée grâce à
l'incorporation de marqueurs vitaux dans la coquille aragonitique (calcéine ou MnCl2).
Le comportement étant un indicateur essentiel de l'état des organismes, les activités
journalières de déplacement, d'alimentation, de repos seront enregistrées dans les différentes
conditions. La réactivité ou la fuite face à un prédateur seront également comparées chez les
animaux témoins et en condition de stress.
Références bibliographiques :
[1] IPCC (2014) Summary for Policymakers. In: Climate Change 2014: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 1‐32. [2] Parker LM et al. (2013) Predicting the Response of Molluscs to the Impact of Ocean Acidification. Biology, 2: 651‐692 [3] Auzoux‐Bordenave S, Badou A, Gaume B, Berland S, Helléouet M‐N, Milet C, Huchette S (2010) Ultrastructure, chemistry and mineralogy of the growing shell of the European abalone Haliotis tuberculata. J. Struct. Biol. 171: 277‐290 [4] Gaume B, Fouchereau‐Peron M, Badou A, Huchette S, Auzoux‐Bordenave S (2011) Mar. Biol. 158: 341‐353 [5] Crim RN et al. (2011) Elevated seawater CO2 concentrations impair larval development and reduce larval survival in endangered northern abalone (Haliotis kamtschatkana).J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 400 (1‐2): 272‐277. [6] Byrne M et al (2011) Unshelled abalone and corrupted urchins: development of marine calcifiers in a changing ocean. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 278:2376‐2383