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Présentation

L'Unité de Recherche UR 167 CyRoCo résulte de la fusion des Unités de recherche UR 098 FLAG et UR 099 CYANO

Objectifs

Chantiers du programme

Lagon de Clipperton
Lagon de Nouvelle-Calédonie
Lagon de Saint Gilles à la Réunion
Lagon de Mayotte
Lagons des Iles Éparses du Canal du Mozambique

• Lacs et réservoirs du Sénégal et du Burkina Faso (Afrique de l’Ouest)

Réservoirs de Guiers et de Dakar Bango
Collections d’eau du bas delta du fleuve Sénégal
Réservoirs urbains et périurbains de Ouagadougou

• Estuaires et lagunes (Afrique de l’Ouest, Madagascar)

Estuaire du fleuve Sénégal
Baie de Hann au Sénégal
Lagunes du sud de Madagascar

Exemples d'opérations effectuées à partir du Centre de Nouméa

• Exploitation des données

Le travail de recherche effectuée par l’équipe CyRoCo affectée à Nouméa jusqu’en fin 2005, s’inscrit essentiellement dans la continuité du travail engagé dans le cadre des programmes DIAPAZON (PROOF) et PNEC (Programme National d'Etudes Côtières) / Chantier Nouvelle Calédonie: analyses, mise au propre et traitement des données, exploitation et rédaction.

Le programme DIAPAZON (dont la phase de terrain s’est terminée en 2003) avait été élaboré en 2001 avec les objectifs suivants :
- déterminer les facteurs qui contrôlent les efflorescences de Trichodesmium dans le Pacifique tropical sud-ouest, principal genre connu de cyanobactérie diazotrophe
- Quantifier le flux de C, N, et P associés
- Estimer l’impact biogéochimique de la diazotrophie à l’echelle de la région à l’aide de la modélisation et des images fournies par les satellites.

Lors de 9 campagnes DIAPALIS à bord de l’Alis (2001-2003) l’abondance et la capacité diazotrophe des cyanobactéries ont été examinées en fonction des caractéristiques physiques, chimiques et biologiques du milieu. En outre, un atelier international Tricho Bleu (octobre 2002) a permis d’expérimenter en conditions contrôlées sur des populations naturelles de Trichodesmium.

Les résultats montrent que le phosphate minéral apparaît comme un des facteurs majeurs de contrôle du développement des organismes diazotrophes dans la région (Van den Broeck et al., 2004 ; Moutin et al., sous presse). Il est injecté dans la couche euphotique par le mélange hivernal et présente un pic de concentration en octobre. C’est toutefois aussi en octobre 2003 que les plus faibles abondances de Trichodesmium sont dénombrées : moins de 1 trichome/litre. Néanmoins, la diazotrophie, loin d’être nulle, atteint alors 200 µmol/m²/j grâce à l’activité de cyanobactéries diazotrophes du genre Synechoccocus à haut PUB. Les concentrations de phosphate sont souvent extrêmement faibles de décembre à avril.
En février 2003 cependant, elles apparaissent suffisantes pour que des pics d’abondance de Trichodesmium (2,0x108 trichomes/m² dans la colonne d’eau) et de diazotrophie (2,1 mmol/m²/j) soient observés.

	Distribution temporelle de l’abondance des Trichodesmium et de la diazotrophie dans les eaux du «large » autour de la Nouvelle-Calédonie. Données récoltées au cours des 9 campagnes Diapalis à bord du N/O Alis (données fournies par P. Raimbault et M. Tenorio)

L’impact de cette forte diazotrophie sur le bilan de carbone est suggéré par une baisse significative de 15 à 20 µM du carbone inorganique dissous contenu dans la couche de surface. L’élément fer susceptible de limiter sévèrement le développement des cyanobactéries diazotrophes semble ici en concentration suffisante (0,5 à 2 nM) pour satisfaire les besoins. 72 efflorescences ont été dénombrées dans le Pacifique sud-ouest de 1998 à 2004, dont 80% en saison chaude. Un grand nombre de ces efflorescences s’achèverait brusquement par lyse cellulaire généralisée et alimenterait la boucle microbienne. Sur l’année, la diazotrophie représente au minimum 20 à 30% de la production nouvelle totale, d’où son importance biogéochimique dans la région. Cette synthèse des premiers résultats est disponible sur le site :

http://www.com.univ-mrs.fr/IRD/cyroco/recherche/programmes.htm#diapazon

Une partie des résultats obtenus dans le cadre du Programme DIAPAZON va par ailleurs être présenté à l’ASLO summer meeting, (Santiago de Compostela, Espagne, 19-24 juin 2005) lors d’une session spéciale ( SS20 « Diazotrophy in the Ocean: Rates, Causes and Consequences ») organisée par A. Le Bouteiller et C. Dupouy.

• Opérations en cours

Trois opérations ont été réalisées à partir de la Nouvelle-Calédonie dans le cadre de l’UR CyRoCo nouvellement créée : Mission Clipperton et opérations PNEC-chantier Nouvelle-Calédonie. Ces trois opérations s’inscrivent dans le programme CYANOREEF

http://www.com.univ-mrs.fr/IRD/cyroco/recherche/programmes.htm#cyanoreef

dont l’objectif premier est de quantifier la contribution des cyanobactéries à la biomasse phytoplanctonique et aux flux de carbone et d'azote dans les écosystèmes coralliens

Mission Clipperton : Deux chercheurs de l'UR (M. Rodier, L. Charpy) se sont rendus sur l'atoll de Clipperton, dans le cadre d'une expédition organisée par JL Etienne. Objectif : décrire les communautés des producteurs primaires planctoniques de ce lagon isolé de l'océan et fertilisé naturellement. Cette étude complètera celles réalisées sur les atolls de Polynésie. Un intérêt particulier a été porté sur les communautés de cyanobactéries.
		Atoll de Clipperton vu du ciel. Cliché © C. Fresser-7ème continent.

Opérations PNEC-Chantier Nouvelle-Calédonie

Action B 2-1 : « Déterminisme et conséquences des efflorescences de Trichodesmium »
(Thème B : Impacts des facteurs climatiques sur l’Ecosystème lagonaire, soutenu par le PNEC - Chantier Nouvelle-Calédonie 2004-2007), coordinateur R. Le Borgne (UR 103 CAMELIA).

Objectifs majeurs :
- identifier les causes des efflorescences de Trichodesmium dans les lagons néo-calédoniens, avec en outre, la détermination de ou des espèces en cause.
- évaluer la diazotrophie (processus qui permet l'utilisation de l'azote atmosphérique) et la production de carbone liée aux Trichodesmium en milieu lagonaire.

	Baie de Sainte- Marie, site d’étude du suivi réalisé pendant 5 mois. Cliché © IRD/I. Mazzeo.

Cette opération s’est déroulée de 3/11/2004 au 4/04/2005 en Baie de Sainte-Marie (Nouméa) et a consisté en un suivi quotidien, à la fois des paramètres du milieu (température, salinité, sels nutritifs, carbone organique dissous) et des abondances de cyanobactéries du genre Trichodesmium (comptages, détermination de la taille, identification...). Des mesures de diazotrophie et de production de carbone ont également été réalisées lors des périodes d’efflorescences. Cette opération fait suite à celles réalisées en Baie de Ste Marie du 7 octobre au 19 décembre 2003 (Le Borgne et al., 2004), et en baie de Ouinné du 3 janvier au 14 mars 2002 (Le Borgne et al., 2002 ; Tenorio et al., sous presse) .
		Cyanobactéries du genre Trichodesmium erythraeum vu au microscope inversé (filaments libres et associés en fagots de plusieurs milliers de cellules). Cliché © IRD/I. Mazzeo.

Cette opération est une action conjointe de l’UR 103 CAMELIA et de l’UR 167 CyRoCo dans le cadre du PNEC.

	Evolution temporelle de l’abondance de Trichodesmium spp. exprimée en biovolume (µm3 par ml d’eau de mer) à deux profondeurs (0,5m et 6m) en Baie Sainte-Marie.

Action A 2-1 « Fixation d’azote »
Dans le cadre du programme PNEC, une seconde opération est prévue en Octobre 2005 s’inscrivant dans le thème A « Fonctionnement biogéochimique » à laquelle vont participer 3 membres de l’UR 167 CyRoCo. L’objectif majeur de cette action de recherche est d’étudier «l’importance, la répartition et les variations temporelles de la fixation azotée dans les compartiments pélagiques et benthiques du lagon SW de Nouvelle-Calédonie ». Coordinateur L. Charpy (UR 167 CyRoCo).

Glossaire

Cyanobactérie : les cyanobactéries (du grec cyano = bleu) tirent leur nom d'un pigment accessoire bleu, la phycocyanine. Toutefois, la plupart des espèces tropicales marines sont de couleur plutôt jaune ou orangée, liée à la présence d'autres pigments accessoires dominants, les phycoérythrines. Les cyanobactéries représentent 70 à 90 % de la biomasse phytoplanctonique totale des eaux tropicales oligotrophes.

Efflorescences : par analogie avec la floraison des plantes à fleurs au printemps en zone tempérée, on a coutume d'utiliser ce terme dans le cas de développements importants de végétaux planctoniques.

Trichodesmium : principal genre de cyanobactéries capables de former des efflorescences (des " blooms ") en milieu tropical oligotrophe, visibles à l'œil nu à la surface de la mer.

Diazotrophie : processus métabolique par lequel certaines cyanobactéries parviennent à fixer le diazote N₂ pour subvenir à leurs besoins azotés. La diazotrophie des Trichodesmium peut représenter jusqu'à 50 % de la production nouvelle totale des eaux tropicales oligotrophes.

Formation

Master

Master d’Océanologie mentions Biologie et Ecologie (Isabelle Mazzeo) 1 février-30 juin: « Trichodesmium spp. en baie de Sainte-Marie (Nouvelle-Calédonie) : dynamique, diazotrophie et production de carbone ». Dir. R. Le Borgne et M. Rodier.

Stages

Stage de DUT INTECHMER de Cherbourg (Florent Abrahami) 14 avril-31 août 2005 : 1) Composition des populations phytoplanctoniques en baie de Ste Marie et 2) étude du front équatorial à l’est de la « Warm Pool » : sels nutritifs et plancton. Dir. R. Le Borgne et M. Rodier.

Stage l´I.U.T. de Génie Biologique, option génie de l´environnement de Toulon- La Garde (Caroline Jullian) Avril-Juin 2005 : Etude des apports atmosphériques (aérosols) dans l'archipel néo-calédonien. Dir. M. Rodier.

Bibliographie

Le Borgne R., Neveux J., Rodier M., Tenorio M. (2002) Suivi du milieu marin en baie de Ouinné (Nouvelle-Calédonie) du 3 janvier au 14 mars 2002. Archives Sciences de la Mer (Océanographie), IRD, N° 5, 63 pp.

Van Den Broeck N., Moutin T., Rodier M., Le Bouteiller A. (2004) Seasonal study of P speciation and turnover time of orthophosphate in the South-Western Pacific Ocean. Marine Ecology Progress Series, Vol. 268, 1-12.

Le Borgne R., Faure V., Raimbault P., Rodier M. (2004) Suivi de l’abondance de Trichodesmium spp. (cyanobactéries filamenteuses) et des paramètres du milieu lagonaire en Baie de Sainte-Marie (Nouméa, Nouvelle-Calédonie) : 7 octobre – 19 décembre 2003, Archive Sciences de la Mer, IRD, 51pp.

Tenorio M., Le Borgne R., Rodier M., Neveux J. (sous presse) Effects of terrigeneous inputs on phytoplanktonic communities of coast lagoon: a case-study in the bay of Ouinné (New Caledonia). Estuarine, Coastal and Shelf Science.

Moutin T., Van den Broeck N., Becker B., Dupouy C., Rimmelin P., Le Bouteiller A. (sous presse) Phosphate availability controls Trichodesmium spp. Biomass in the SW Pacific Ocean. Marine Ecology Progress Series.

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