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actualités - Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer
Unité Mixte de Recherche 7093 – CNRS/UPMC

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Soutenance de Thèse de Doctorat de FABIO BENEDETTI au LOV le 02 Décembre

FABIO BENEDETTI soutiendra sa thèse de doctorat intitulée "Impact du changement climatique sur la diversité fonctionnelle du zooplancton, le cas des copépodes planctoniques de Mer Méditerranée"

le 2 Décembre 2016 au Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-mer, Salle Tregouboff

devant le jury composé de:

  • Xabier Irigoien (AZTI) - Rapporteur
  • David Mouillot (Univ. Montpellier - MARBEC) - Rapporteur
  • Éric Thiébaut (Station Biologique de Roscoff) - Examinateur
  • Meike Vogt (ETH Zürich) - Examinateur
  • Frédéric Maps (Univ. Laval) - Examinateur
  • François Guilhaumon (IRD - MARBEC) - Invité
  • Sakina-Dorothée Ayata - Directrice de Thèse
  • Cécile Guieu - Directrice de Thèse

Résumé :

Un enjeu scientifique et sociétal majeur du XXIème siècle est de comprendre, et prédire, l’impact du changement climatique anthropique sur le fonctionnement des écosystèmes de la Terre. Dans les Océans, les organismes errant au gré des courants constituent un grand ensemble, le plancton, qui joue un rôle crucial dans la régulation du climat, les cycles biogéochimiques globaux et la dynamique des réseaux trophiques marins. Le zooplancton transfert l’énergie depuis les producteurs primaires vers les niveaux trophiques supérieurs, tout en participant activement à la pompe à carbone biologique. Malgré son importance, les liens entre sa richesse spécifique, la structure de ses communautés et le fonctionnement des écosystèmes marins sont encore trop peu connus.
La dernière décennie a vu émerger les approches basées sur les traits fonctionnels (« traits-based approaches »), qui intègrent les fonctions écosystémiques dans la structuration des communautés biologiques, et permettent de prédire leur réponse aux variations environnementales. Au cours de cette thèse, nous avons étudié la diversité taxinomique et fonctionnelle du groupe majeur du zooplancton marin, les copépodes, dans un bassin présentant une forte biodiversité mais, aussi, une forte sensibilité au changement climatique anthropique : la Mer Méditerranée. Le travail effectué vise à : (i) définir de nouveaux groupes fonctionnels du zooplancton à partir de traits fonctionnels spécifiques ; (ii) tester si ces groupes possèdent des niches environnementales distinctes ; et (iii) analyser comment le changement climatique pourra modifier la richesse et la composition des assemblages de copépodes en Mer Méditerranée, et si ces modifications auront un impact sur la diversité fonctionnelle.
Afin de réaliser ce travail, un nouveau jeu de données de traits fonctionnels a été implémenté depuis la littérature afin de définir des groupes fonctionnels pertinents grâce à des analyses statistiques multivariées. Puis, un nouveau jeu de données d’occurrences, à l’échelle globale, a été utilisé pour modéliser les niches environnementales d’une centaine d’espèces de copépodes. Ceci a permis de mettre en évidence le contrôle de conditions environnementales sur la distribution des espèces et de leur groupe fonctionnel. Puis, plusieurs modèles de niche ont été développés pour prédire l’évolution de la diversité α et β des assemblages de copépodes de la Mer Méditerranée sous divers scénarii de changement climatique. Simultanément, les principales sources d’incertitudes liées à ces prédictions ont été identifiées et leur contribution relative à la variabilité a été quantifiée. Finalement, l’ensemble des résultats sont ré-analysés, et discutés, ensemble afin de fournir une vision synoptique de l’impact du changement climatique sur la diversité fonctionnelle des copépodes planctoniques marins en Mer Méditerranée, et les conséquences potentielles vis-à-vis du fonctionnement des écosystèmes pélagiques.

Abstract :

One of the 21st century’s greatest scientific and societal issues is to understand and predict the impact of anthropogenic climate change on the functioning of ecosystems on Earth. In the Ocean, all the organisms drifting along currents constitute one great ensemble, the plankton, which play a pivotal role in climate regulation, global biogeochemical cycles, and the dynamics of marine food webs. The zooplankton transfer energy from primary producers to higher trophic levels, while actively exporting organic matter from the surface to the deep ocean. In spite of its importance, the links between zooplanktonic richness, community structure, and marine ecosystem functioning are still poorly understood.
Over the last decade, there was an emergence of traits-based approaches, which integrate ecosystem functions within the description of community structure and thus enable us to make predictions of their responses to environmental variability. Therefore, traits-based approaches should allow us to better depict zooplankton functional groups, and subsequently project their distribution in time and space.
During this PhD project, we have studied the taxonomic and functional diversity of the major marine zooplanktonic groups, the copepods, specifically within a basin that hosts a unique Biodiversity, but is also very sensitive to anthropogenic forcing: the Mediterranean Sea. This work has aimed to: (i) define new zooplankton functional groups based on the functional traits of many marine copepod species; (ii) test whether said groups possess distinct environmental niches; and (iii) explore how climate change may modify the richness and the composition of Mediterranean copepod assemblages, and analyse how such changes may affect their functional diversity.
To achieve this, a new dataset of species functional traits was gathered from the literature and was used to identify copepod functional groups by exploiting multivariate statistical analyses. Then, a new dataset of species occurrences, at the global scale, was mined to model the environmental niches of 106 copepod species, thus highlighting the control of abiotic conditions on the distribution of species and their functional groups. Furthermore, multiple niche models were implemented to predict the evolution of the α and β diversity of Mediterranean copepod species assemblages under different climate change scenarios. Simultaneously, the main uncertainty sources underlying such predictions were identified, and their relative contribution to variance was quantified. Finally, the results from this PhD were analysed, and discussed as a whole in order to provide a synoptic vision of the impact of climate change on copepod functional diversity in the Mediterranean, and the potential associated consequences regarding the functioning of pelagic ecosystems.