UM2 place Eugène Bataillon Montpellier Cedex

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Niveau: Supérieur, Master, Bac+5
UM2, place Eugène Bataillon, 34090 Montpellier Cedex UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DU LANGUEDOC Master : Sciences et Technologies Mention : Biologie, Géosciences, Agroressources, Environnement Spécialité : Ecologie Fonctionnelle et Développement Durable Parcours : Fonctionnement des Ecosystèmes Naturels Et Cultivés Les communautés microbiennes pélagiques du lagon du Grand Récif de Toliara (Madagascar) : Influence des forçages anthropiques par Benoît GINOUX Stage de M2 réalisé sous la direction de : Marc Bouvy, IRD Laboratoire Ecosystèmes lagunaires UR 167 CYROCO Francesca Vidussi, CNRS-UM2 Laboratoire Ecosystèmes lagunaires UMR 5119 Soutenu les 11 et 12 juin 2008 à Montpellier

  • contrôles ascendants

  • communauté aquatique

  • développement

  • pressions anthropiques de façon indirecte via le contrôle

  • communautés microbiennes

  • eutrophisation du milieu

  • activités de pêche et d'aquaculture indispensable au développement de la région

  • influence continentale


Publié le : dimanche 1 juin 2008
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Source : com.univ-mrs.fr
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UNIVERSITE DESSCIENCES ETTECHNIQUES DULDOUENGAC   
  Master :Sciences et Technologies Mention :Biologie, Géosciences, Agroressources, Environnement Spécialité : Ecologie Fonctionnelle et Développement Durable Parcours : Fonctionnement des Ecosystèmes Naturels Et Cultivés     Les communautés microbiennes pélagiques du lagon du Grand Récif de Toliara (Madagascar) : Influence des forçages anthropiques  par Benoît GINOUX    Stage de M2 réalisé sous la direction de :  Marc Bouvy, IRD Francesca Vidussi, CNRS-UM2 Laboratoire Ecosystèmes lagunaires Laboratoire Ecosystèmes lagunaires UR 167 CYROCO UMR 5119  
 
    Soutenu les 11 et 12 juin 2008 à Montpellier UM2, place Eugène Bataillon, 34090 Montpellier Cedex
Résumé: Les apports continentaux vers les eaux du lagon du Grand Récif de Toliara se sont intensifiés suite aux pressions anthropiques croissantes de ces dernières décennies. Les communautés microbiennes, particulièrement sensibles à ces apports, n’ont fait l’objet d’aucune étude dans cette région. Dans le cadre d’un programme pluridisciplinaire ICAR-GRT, l’objectif de ce travail est d’aborder la variabilité spatio-temporelle des communautés microbiennes (bactéries hétérotrophes et phytoplancton), en fonction des contraintes environnementales observées dans la région, et ceci au cours de 2 périodes de marée. Une série de mesures physico-chimiques (concentrations en sels nutritifs et en matière en suspension) et biologiques (bactéries et phytoplancton) ont été réalisées dans les eaux du lagon pendant la saison sèche en septembre 2007. Des analyses en composantes principales (ACP) ont distingué 4 zones écologiquement différentes: « mangrove », « estuarienne », « du large » et « lagonaire ». Des concentrations en sels nutritifs et en matière en suspension élevées caractérisaient les zones « de mangrove » et « estuarienne », mais seule la « zone mangrove » présentait de fortes activités bactériennes et de relativement fortes concentrations en chlorophylle a (1,0 µg L-1).La « zone du large » était logiquement caractérisé par les plus faibles concentrations en sels nutritif et chlorophylle a(0,3 µg L-1), et des contributions deoccusrPlhcocoro et des sp. prymnesiophycées les plus importante de la région. La « zone lagonaire » était caractérisée par une plus forte contribution deoccusSynechoc », mangroves de Les zones « sp.. estuarienne et « du large » ont été influencées par les périodes de marées, tandis que la « » « zone lagonaire », protégées par la barrière de corail, n’a pas subit d’influence significative. La région du Grand Récif de Toliara s’est avérée relativement plus eutrophe, comparée à d’autres écosystèmes lagonaires similaires, indiquant un possible effet de l’anthropisation sur ce milieu. Mots clé :bactéries ; phytoplancton ; HPLC ; cytométrie en flux ; Grand Récif de Toliara  Abstract: anthropogenic  Growingpressures have increased the continental inputs toward waters of the lagoon of the Great Barrier of Toliara. Microbial communities, which are sensitive to these inputs has never been studied in the area. This study is a part of the multidisciplinary ICAR-GRT program, and its specific objective was to observe the spatio-temporal variability of the microbial community, related to environmental conditions, in ebb and flood tidal periods. Environmental (nutrients and suspended matter concentrations) and biological parameters (phytoplankton and bacteria) were analyzed in the lagoon during the dry period in September 2007. Principal Component Analysis (PCA) allowed us to identify 4 areas: mangrove”, estuarine”, open sea” and loaogn”. High nutrients and suspended matter concentrations characterized the “mangrove”and “estuarine” areas, but high bacteria activity and chlorophyllaconcentration (1,0 µg L-1) were only found in the “mangrove” area. The “open sea” was logically characterized by the ol west nutrients and chlorophyll a concentrations (0,3 µg L-1), and higher contribution oforPolhccorouscc and sp. prymnesiophyte. The “lagoon” area was characterized by the highest contribution of Synechococcussp.. “Mangroves”, “estuarine” and “open sea” areawsere influenced by tidal period whereas the “lagoon” area which was protected by the coral reef was not significantly influenced. The lagoon of the Great Barrier of Toliara was relatively eutrophic compared to other similar ecosystems, indicating a possible anthropogenic effect on the coastal area. Key words: bacteria, phytoplankton, HPLC, flux cytometry, Great Barrier of Toliara
Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  INTRODUCTION  Le fonctionnement des écosystèmes marins côtiers est largement sous l’influence continentale en recevant de la matière particulaire et dissoutevia fleuves et les les eaux de ruissellements. Ces apports sont une source importante de sels nutritifs et de matière organique. Le fonctionnement de ces écosystèmes est en grande partie basé sur l’activité des micro-organismes autotrophes et hétérotrophes qui constituent la communauté microbienne. Les organismes autotrophes sont représentés par le phytoplancton et assurent la production primaire. Différents groupes peuvent être distingués selon leur taille (Sieburth, 1959): le microphytoplancton (>20µm), le nanophytoplancton (2-20µm) et le picophytoplancton (<2µm) qui comprend des eucaryotes (picoeucaryotes) et des procaryotes (les cyanobactéries). Les organismes hétérotrophes sont représentés par les bactéries qui reminéralisent la matière organique et par les protozoaires, essentiellement les flagellés qui ont un rôle de prédateur dans le réseau microbien vis à vis des bactéries (Sherr et Sherr, 2002). Ces communautés microbiennes constituent un maillon clé dans le fonctionnement des écosystèmes aquatiques puisqu’ils assurent deux fonctions fondamentales (production primaire et reminéralisation de la matière), et qu’ils sont à la base des flux de matière vers les niveaux trophiques supérieurs. Le développement de ces communautés microbiennes, comme toute la communauté aquatique, est régulé par deux types de contrôle: les contrôles ascendants (bottom-up) et descendants (top-down) (McQueen et al., 1986). Le contrôle ascendant se définit par la dynamique des ressources nutritives (composés azotés et phosphatés, en particulier). Le phytoplancton est aussi limité par la lumière, et les bactéries par la disponibilité en carbone organique. Le contrôle descendant se définit par les pressions de prédation telles que celles exercées par le zooplancton (métazoaires et protozoaires).  Parmi les écosystèmes marins côtiers, les zones lagonaires sont particulièrement sous l’influence continentale du fait de leur caractère semi-fermé. En effet, les lagons sont des étendues d’eau généralement peu profondes par rapport aux eaux océaniques, séparées totalement ou en partie de l’océan ouvert par une barrière de sable ou de corail. Bien que des échanges aient lieu entre les eaux du lagon et l’océan, le temps de renouvellement des eaux est plus lent qu’en zone côtière ouverte, et l’influence continentale y est donc plus importante. Ces zones ont un rôle écologique majeur puisque qu’elles se définissent comme de véritables nurseries, comme pour les poissons, les crustacés et les mollusques. Ces régions sont aussi très convoitées par les populations humaines puisqu’elles offrent des conditions favorables à la pêche, l’aquaculture, la navigation et les loisirs (Viaroliet al., 2005). Actuellement, 40% de la population mondiale vit à moins de 100km des côtes, et les tendances démographiques suggèrent une population toujours croissante pour les années à venir (Burkeet al.croissance démographique induit différentes pressions sur Cette  2001). ces écosystèmes côtiers, qui peuvent être particulièrement intenses dans les lagons: exploitation intensive des ressources telle que la pêche, la destruction des habitats, la pollution (comme l’enrichissement en sels nutritifs, pesticides, antibiotiques, métaux lourds) (MEA, 2005). Les communautés microbiennes peuvent être perturbées par ces pressions anthropiques de façon indirecteviacontrôle descendant, ou directe via lele contrôle ascendant. Un exemple récent montre que la pêche intensive de poissons prédateurs peut changer la structure des communautés aquatiques en modifiant le contrôle descendant, entraînant par un effet cascade une augmentation des poissons planctivores, une diminution de la communauté zooplanctonique et une augmentation
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  de la communauté microbienne (Jackson al. et, 2001). D’autre part, les modifications anthropiques du contrôle ascendant sur les communautés microbiennes sont aussi documentées. Un apport excessif de sels nutritifs dans les milieux aquatiques peut conduire à l’eutrophisation du milieu, avec une augmentation de la biomasse phytoplanctonique (Micheli, 1999 ; Beman et al., 2005). Ces augmentations de biomasse sont souvent accompagnées de changements dans la structure de la communauté microbienne. Des études montrent que les communautés phytoplanctoniques dominées par du picophytoplancton (<2µm) sont remplacées par une communauté dominée par du micro-ou nanophytoplancton (>2µm) dans des conditions d’enrichissement en sels nutritifs (Gonzalez, 2000 ; Jacquetet al., 2006). De même, les apports en matières particulaires tels que ceux engendrés par le déversement des eaux usées et les eaux de rivières chargées en sédiments peuvent influencer les communautés microbiennes (Choi et al., 2003). Il est certain que les matières particulaires atténuent la pénétration lumineuse dans la colonne d’eau (par absorption, réflexion ou réfraction de la lumière) et le développement de la communauté phytoplanctonique peut alors être diminué suite à la modification de la quantité de lumière photosynthétiquement active (PAR) (Gohin al. et, 2003). D’autre part, les communautés bactériennes hétérotrophes peuvent être favorisées par les apports en carbone organique lié aux matières particulaires, qui sont nécessaires à leur développement (Azam al. et, 1994). La mise en évidence de ces déséquilibres environnementaux face aux pressions anthropiques a conduit à la mise en place de législations dans les pays occidentaux ces dernières décennies. Par exemple, en Europe, une série de directives européennes concernant le traitement des eaux usagées (C.E.C, 1991a), la protection contre les pollutions agricoles (C.E.C, 1991b), ou des recommandations pour la gestion intégrée des zones côtières (C.E.C., 2002) ont été mis en place par les pouvoirs publics. Cependant, dans les pays en voie de développement, ce type de mesure n’est pas toujours mis en place ou respecté. Or, les régions tropicales sont très vulnérables pour plusieurs raisons : forte croissance démographique accompagnée par des pressions anthropiques de plus en plus diversifiées, oligotrophie des eaux marines tropicales particulièrement sensibles à de faibles changements en sels nutritifs (Beman al. et, 2005). Parmi les écosystèmes lagonaires peu étudiés et soumis à de fortes pressions anthropiques, le lagon du Grand Récif de Toliara situé dans la région Sud-Ouest de Madagascar est un bon exemple d’écosystème fragilisé depuis des décennies. Cette région a fait l’objet d’études dans les années 60 (Sournia 1968 ; Gaudy, 1973 ; Battistini al. et, 1975), avec un accent particulier sur la description de l’environnement littoral. Depuis, peu de données ont été acquises sur les conditions qui prévalent dans ce continuum continent-océan. Cette région lagonaire est une étendue d’eau située entre la côte et le récif corallien de Toliara, qui communique avec l’océan ouvert par deux passes, une au nord et une au sud du lagon. La zone lagonaire est encadrée par les embouchures de deux fleuves, le Fiherenana au nord et l’Onilahy au sud .Différentes entités écologiques peuvent être distinguées dans cette région lagonaire : la ville et la rade de Toliara au nord, l’estuaire de l’Onilahy au sud, une zone de mangrove qui s’étend sur la zone littorale entre Toliara et l’estuaire présentant des résurgences d’eau douce, et une barrière de corail. Comme toutes les régions tropicales, cette zone est caractérisée par une saisonnalité marquée avec une saison fraîche et sèche d’avril à octobre, et une saison chaude et humide de décembre à février, et est sous l’influence des marées semi-diurnes (marnage moyen : 2,1m ; maximum : 4,2m). Cette région côtière est sujette aux pressions anthropiques croissantes puisque la ville de Toliara a
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  connu ces deux dernières décennies une forte expansion démographique suite à un exode rural massif portant aujourd'hui sa population à plus de 200 000 habitants. La gestion intégrée de la zone côtière est devenue un enjeu majeur pour protéger le lagon et maintenir les activités de pêche et d’aquaculture indispensable au développement de la région. Dans ce contexte, un projet de recherche pluridisciplinaire a été financé par le programme EC2CO (Ecosphère Continentale et Côtière) en 2006 dont l’objectif était d’étudier l’impact des contraintes environnementales sur le fonctionnement du Grand Récif de Toliara (Projet « Impact des changements climatiques et anthropiques sur les flux trophiques du Grand Récif de Toliara, Madagascar. ICAR-GRT). Cette étude s’inscrit dans le cadre de ce projet et son objectif spécifique est de décrire la variabilité spatio-temporelle de la communauté microbienne (bactéries hétérotrophes et phytoplancton) dans la région du Grand Récif de Toliara. Cette variabilité est examinée d’un point vue spatial dans l’ensemble du lagon sur les différentes entités écologiques et d’un point de vue temporel en deux périodes de marées (vives eaux et mortes eaux) pendant la saison sèche (septembre 2007). L’ensemble des résultats issus de cette étude contribuera à décrire pour la première fois la structure de la communauté microbienne dans ce lagon. Ceci permettra d’une part de mieux comprendre le fonctionnement de cet écosystème, et d’autre part de constituer un point de référence pour toutes les études successives, sur l’évolution de cette région soumise aux pressions anthropiques croissantes. Les résultats attendus de ce premier travail alimenteront une base de données en vue de la modélisation couplée entre hydrodynamisme et biogéochimie qui constitue l’Atelier 3 du projet ICAR-GRT1.  MATERIELS ET METHODES  Site d’étude  Le lagon du Grand Récif de Toliara se situe dans le Sud-Ouest de Madagascar (Toliara : 23°23’ S, 43°39’ E). Il a une superficie d’environ 400 km² et s’étend sur plus de 30 km entre les embouchures des fleuves Fiherenana au nord (bassin versant de 7600 km2sud (bassin versant de 32 000 km, fleuve temporaire) et Onilahy au 2, fleuve permanent). Les régimes hydrologiques de ces deux fleuves sont caractérisés par de fortes variabilités saisonnières et interannuelles, et par de fortes charges sédimentaires dues à la déforestation de leur bassin versant (Salomon, 1987). La température annuelle moyenne de l’air avoisine 24°C et l’insola tion est en moyenne de 3600 h/an avec un maximum en octobre.  Echantillonnage  La campagne d’échantillonnage a été effectuée pendant la saison sèche, au mois de septembre 2007. Deux séries de prélèvements ont été réalisées à différentes périodes de marées : en période de vives eaux2(VE) (les 12 et 13 septembre), et en période de mortes eaux (ME) (les 19 et 20 septembre). Les prélèvements ont toujours été réalisés                                                1Coordination du projet : Robert Arfi, IRD, UR 167 2Vives eaux : Marée de fort marnage (coefficient de marées >70); Mortes eaux : Marée de faible marnage (coefficient de marées <70)
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  le matin entre 9h et 12h, avant l’installation des alizés rendant alors les conditions de navigations difficiles. Au total, 12 stations ont été échantillonnées dans les principales entités de la zone d’étude (figure 1) : 4 stations dans l’estuaire de l’Onilahy (E4, E0, E7 et E8), 2 stations au passe nord et sud du lagon (G1 et G4 respectivement), une station dans une vasque du récif corallien (V), une station dans la rade de Toliara (RD), 2 stations dans le chenal lagonaire (G2 et G3), 2 stations littorales face aux mangroves (M) dont une située proche d’une zone de résurgences d’eau douce (RS) (figure 1). Les prélèvements ont été effectués en surface (0,5 m) pour toutes les stations. Des profondeurs intermédiaires et proches du fond (1 m du fond) ont également été échantillonnées pour les stations les plus profondes. Etant donné la disparité entre les profondeurs des stations, seules les données de surface, disponibles pour toutes les stations, sont exploitées dans ce travail afin de comparer les stations entre-elles. Les prélèvements d’eau ont été réalisés à l’aide de bouteilles Niskin de 10L. Des sous-échantillonnages ont été effectués pour les analyses des différentes variables (décrites dans les paragraphes suivants). Les échantillons ont été traités (filtration, fixation, analyse ou stockage) dès le retour au laboratoire (max. 4h après le prélèvement).  Méthode d’analyse des variables physico-chimiques  Des profils verticaux de température (T) et de salinité (S) ont été réalisés à l’aide d’une sonde CTD (Conductivité, Température, Profondeur) Sea Bird (SBE 19). La transparence de l’eau (Zs) a été estimée à l’aide d’un disque de Secchi de 30cm de diamètre. Pour l’analyse des sels nutritifs (NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, Si), les sous échantillons ont été préalablement filtrés sur filtres en fibres de verre Whatman GF/F, stockés à -20°C et analysés selon les méthodes de S trickland & Parsons (1972). La matière en suspension (MES) a été mesurée après filtration sur filtres Whatman GF/F préalablement pesés. Les filtres ont alors été séchés à 105°C pendant 48h et repesés.  Méthode d’analyse des variables biologiques  Abondance des groupes microbiens  Les abondances en nanophytoplancton, picoeucaryotes autotrophes, cyanobactéries (rPs occuorocochlsp.,ccushocoynecS et bactéries hétérotrophes ont été sp.), analysées par cytométrie en flux. Des sous échantillons d’eau ont été fixés au formol, filtrés sous 0.22 µm (2% en concentration finale), conservés à -196°C dans de l’azote liquide puis à -80°C de retour au laboratoire à Mon tpellier. Toutes les analyses ont été effectuées à l’aide d’un cytomètre FACSCalibur (Becton Dickinson) dont la source lumineuse est un laser Argon 15 mwatt émettant à 488 nm. Les groupes de nanophytoplancton, picoeucaryotes autotrophes et de cyanobactéries (Poruscclochcorosp. et Scohcuccosenysp.) ont été identifiés et énumérés grâce à leur autofluorescence (nanophytoplancton et picoeucaryotes autotrophes : longueur d’onde=650nm ; cyanobactéries : longueur d’onde=585nm) et à leurs valeurs de SSC (Side Scatter) (relatives à la taille et à la granulométrie des organismes) par rapport à la fluorescence de billes (Marie et al., 1997). Les bactéries hétérotrophes, ne possédant pas de fluorescence naturelle, ont fait l’objet d’un marquage par un fluorochrome (SYBR Green I) (concentration finale : 1/10000) (Marieet al., 1997). Les populations bactériennes ont alors été identifiées et énumérées par le signal de
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  fluorescence verte (longueur d’onde=530nm) et leurs SSC par rapport aux billes fluorescentes. Les niveaux de fluorescence étant proportionnels à la quantité d’acide nucléique, on peut distinguer 2 sous-populations de bactéries : les HNA (High Nucleic Acid) et les LNA (Low Nucleic Acid), qui correspondent donc à deux degrés d’activité métabolique, une population active et une population moins active (Sherret al., 2006). Ces mesures optiques ont été calibrées par l’ajout de solutions de billes de fluorescence et de taille connues dans chaque échantillon (billes de 1 et 2µm pour les bactéries, cyanobactéries et picophytoplancton et 2, 6, 10 et 20µm pour le nanophytoplancton). L’acquisition et le traitement des données cytométriques ont été effectués à l’aide du logiciel CellQuest Pro. A titre d’exemple, la figure 2 illustre les cytogrammes lors de l’analyse des différents groupes.  Analyse des pigments phytoplanctoniques  Les concentrations des pigments phytoplanctoniques ont été analysées par Chromatographie Liquide Haute Performance (HPLC). Des sous échantillons (volumes compris entre 350 et 2000 ml) ont été filtrés sur filtres Whatman GF/F de 25mm et conservés dans l’azote liquide à -196°C, puis à -80 °C une fois de retour au laboratoire de Montpellier. Les pigments ont été extraits dans 2ml de méthanol à 95% pendant 1h30 : (avec 10 sec. de broyage à l’ultrason au bout de 45min), puis quantifiés par analyse HPLC suivant la méthode de Zapataet al.(2000) modifiée pour permettre une automatisation de l’analyse. Le système HPLC était constitué d’un injecteur automatique (Waters 717plus Autosampler), d’une pompe (Water 600 Pump), d’une colonne (Waters Sunfire C8 colunm : 3.5µm, 4.6x20mm) et d’une pré-colonne (Waters Sunfire). La détection des pigments a été effectuée par deux détecteurs : (i) un spectrophotomètre à barrette de diodes UV/Vis avec 512 photodiodes (Waters 2996 Photodiode Array Detector) et (ii) un fluoromètre (Waters 2475 Multiλ Fluorescence Detector). Les pigments ont été identifiés à l’aide de leur temps de rétention (temps d’apparition du pic) décrits dans Zapata et al. (2000), et de leur spectre d’absorption (comparaison avec un « catalogue » de spectres)(Jeffreyet al., 1997) (figure 3).  Production bactérienne  La production bactérienne a été estimée par la mesure de l’incorporation de thymidine tritiée dans l’ADN bactérien (Fuhrman et Azam, 1982). La méthodologie employée est celle décrite par Bouvy et al. (2004). Cette mesure du taux d’incorporation de thymidine par les bactéries permet d’estimer le taux de synthèse du matériel génétique, proportionnel chez les bactéries au taux de division cellulaire (Servais et Lavandier 1995). La thymidine n’est pas incorporée dans l’ADN des cellules des eucaryotes et des cyanobactéries (Bern, 1985), en raison de l’absence chez ces organismes de systèmes enzymatiques nécessaires à son assimilation.  Traitement des données  Conversion des abondances en biomasse  Les abondances cellulaires des différentes communautés microbiennes ont été converties en biomasse carbonée afin d’estimer les contributions de chaque groupe à la biomasse totale. Les coefficients de conversion ont été calculés à partir de données
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  bibliographiques (Verity al. et, 1992 ; Gundersen et al., 2002 ; Heldal et al., 2003) et sont reportés dans le tableau 1. L’équation suivante a été adoptée : Biomasse C (µg C L-1) = Abondance (cell ml-1) x Teneur en Carbone cellulaire (fg C cell-1) x 10-6  Conversion des concentrations pigmentaires en contribution des groupes phytoplanctoniques à la chlorophylle a  Parmi les pigments phytoplanctoniques, certains sont associés à un groupe taxonomique et peuvent être utilisés comme biomarqueurs taxonomiques. Comme montré dans le tableau 3, certains pigments sont associés à un groupe taxonomique unique et d’autres sont moins spécifiques. Par exemple, la fucoxanthine peut être présente chez les diatomées et les prymnésiophycées. Cependant, dans cette étude, la 19’HF (marqueur spécifique des prymnésiophycées) n’étant pas corrélée avec la fucoxanthine (r²=0,031), on peut en déduire que la fucoxanthine est essentiellement associée aux diatomées. La chlorophylle b est présente chez les chlorophycées et les prasinophycées. Ces 2 groupes peuvent être rassemblés sous le groupe d’algues vertes. La chlorophylle a est le pigment universel et nous renseigne sur l’ensemble de la biomasse phytoplanctonique (exceptéorPolhccorouscc sp. qui contient le pigment spécifique Divinyl Chlorophyllea(DV chl a). Une équation multiple a été calculée pour déterminer les rapports chlorophyllea versus pigment marqueur, qui permet de calculer les contributions de chaque groupe phytoplanctonique en terme de chlorophyllea. Dans cette étude, certains coefficients ont été calculés à partir des données collectées (fucoxanthine et chlorophylle b) et d’autres ont été fixés à partir des données bibliographiques (alloxanthine, peridinine, 19’HF, et zeaxanthine) (tableau 2) quand les données ne permettaient pas de calculer ce rapport (valeurs calculées par l’équation multiple aberrantes) (Higgins et Mackey, 2000 ; Loret et al., 2000 ; Higgins et al., 2006 ; Hanson et al., 2007). L’équation suivante a été adoptée :  Chlorophylle a Totale = a x [alloxanthine] + b x [chlorophylle b] + c x [fucoxanthine] + d x [peridinine] + e x [zeaxanthine] + f x [19’HF] + [Dininyl chlorophylle a]  Méthodes statistiques  Des analyses en composantes principales (ACP ; logiciel R) ont été utilisées pour (i) mettre en évidence les caractéristiques de chaque station, et éventuellement grouper des stations sur des caractéristiques communes et (ii) observer les différences entre les deux périodes de marées étudiées. L ACP est apparue être la méthode la plus appropriée pour exploiter nos données car elle permet de synthétiser graphiquement des données multidimensionnelles lorsque les variables sont quantitatives. Toutes les données ont été normalisées par une transformation xlog(x+1). Ces analyses ont été effectuées pour chaque jeu de données : (1) données physico-chimiques, basées sur 8 paramètres (température : T, salinité : S, profondeur de Secchi : ZS, matière en suspension : MES, NH4+, NO3-, NO2-, PO43- et Si) et (2) données biologiques, basées sur 7 paramètres (Nanophytoplancton : Nano, Picoeucaryotes autotrophes : Pico,nyceScohouscc Synecho., sp :corProlhococcus sp. ; Prochloro, bactéries hétérotrophes: Bact, bactéries dites actives : HNA, production bactérienne :Prod bact). Pour chaque jeu de données, 2 ACP ont été réalisées : une
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  portant sur les stations de toute la zone échantillonnée, et une n’incluant que les stations des zones peu discriminées dans l’ensemble du jeu de données. Des ANOVA suivies du testa posteriori de Tukey ont été appliqué pour tester la significativité différences entre les groupes de stations distingués par les ACP. Le seuil de significativité choisi pour les tests statistiques est p<0,05.  RESULTATS  Variabilité spatio-temporelle des paramètres physico-chimiques  Dans l’ensemble de la zone étudiée et pour les deux périodes, la température et la salinité étaient peu variables avec une température moyenne de l’eau de 23,8°C et une salinité de 34,5 psu (tableau 3). Les variabilités de la transparence de l’eau (Zs) et des matières en suspension (MES) étaient par contre plus importantes avec des valeurs de Zs entre 3m et 13m (tableau 3). Une tendance inverse a été logiquement relevée pour les MES avec des valeurs maximales de 17,8 mg L-1et minimales de 1,2 mg L-1. Les concentrations en sels nutritifs étaient très variables, avec des concentrations maximales particulièrement élevées (12,4µM). Les concentrations en NH4+, PO43- étaient en moyenne de 0,4µM et 0,3µM respectivement, et de fortes concentrations ont été mesurées pour la silice (20,6µM) (tableau 3). Grâce à une analyse en composantes principales (ACP) des paramètres physico-chimiques sur l’ensemble des stations (figure 4-a), 2 associations de variables ont été distinguées : d’un coté la température (T) et la salinité (S), et de l’autre, les sels nutritifs (NO3-+ NO2-, NH4+, PO43-, Si), et les MES. Ainsi, la variabilité des caractéristiques physico-chimiques des stations échantillonnées s’organisait suivant un premier axe qualifié d’axe « physique » (T et S), et un second qualifié d’axe « nutritif ». A partir de cette ACP (figure. 4-a), les stations ont été regroupées le long de ces 2 axes, et une variabilité spatiale et temporelle a été mise en évidence.  Variabilité spatiale des paramètres physico-chimiques  A partir de cette ACP sur les paramètres physico-chimiques sur l’ensemble des stations échantillonnées (figure. 4-a), 3 zones ont été distinguées : 1) Une zone caractérisée par des concentrations en sels nutritifs et en MES significativement plus élevées que dans les autres zones (p<0,05, test de Tukey), appelée « zone littorale » (stations RS, M, E7 et E8). La station E8 la plus fluviale de l’estuaire a présenté les plus fortes concentrations en PO43-, NH4+, Si et MES (valeurs maximales présentées dans le tableau 3), et la station de résurgences d’eau douce (RS) les plus fortes concentrations en NO3-+ NO2-(12,4 µM). 2) Une zone caractérisée par des concentrations en sels nutritifs et MES significativement plus faibles, et des valeurs de Zs plus élevées que dans les autres zones (p<0,05, test de Tukey), appelée «zone du large» (stations E0 et E4 en vives eaux) ; 3) Une zone caractérisée par des températures et des salinités plus élevées, et de plus faibles concentrations en sels nutritifs (statistiquement significatif : p<0,05, test de Tukey) appelée «zone lagonaire » (stations dans le chenal lagonaire et dans le récif corallien : G1, G2, G3, G4, RD et V). Afin de mettre en évidence la variabilité spatiale de la « zone lagonaire » proprement dite, une ACP a été réalisée sur les paramètres physico-chimiques des 6
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  stations associées à cette zone (figure 4-b). Les résultats n’ont montré aucune association particulière de variables ni de groupements de stations. Les eaux de la « zone lagonaire » étaient donc relativement homogènes vis-à-vis des variables physico-chimiques étudiées. Cependant, 2 caractéristiques spécifiques à certaines stations ont été observées : la station Rade (RD en vives eaux) était associée à de fortes concentrations en PO43-, et la station au centre du récif corallien (V en mortes eaux) à des fortes concentrations en NH4+.  Variabilité temporelle des paramètres physico-chimiques  A l’échelle de toute la zone échantillonnée, les caractéristiques physico-chimiques des stations ont montré des différences en fonction de la période de marée (vives eaux ou mortes eaux). Deux types de stations ont donc été distingués (figure 4-a): 1) des stations dont les caractéristiques sur les 2 périodes étaient similaires (positions des points en vives eaux et mortes eaux proches sur l’ACP) appelées «station à variabilité temporelle faible» (stations G1, G2, G3, G4, V, RD, et M). Ces stations correspondaient aux stations de la « zone lagonaire »; 2) des stations dont les caractéristiques sur les 2 périodes étaient différentes (positions des points en vives eaux et mortes eaux éloignées sur l’ACP) appelées «stations à variabilité temporelle forte» (stations E8, E7, E0, E4, et RS). Ces stations correspondaient à celles échantillonnées dans l’estuaire de l’Onilahy (E8, E7, E0 et E4) et à une station littorale (RS). Les caractéristiques des stations estuariennes étaient similaires à celles des stations de la « zone lagonaire » en période de mortes eaux alors que des différences étaient observées en période de vives eaux. Les caractéristiques de la station de résurgences d’eau douce (RS) différaient de celles de la « zone lagonaire » en période de mortes eaux alors que les conditions étaient similaires en période de vives eaux. Dans la « zone lagonaire » (figure 4-b), les stations échantillonnées en période de vives eaux et mortes eaux étaient distribuées le long de l’axe nutritif « PO43-NH4+», avec de fortes concentrations en PO43- de faibles concentrations en NH et4+ pour la période vives eaux, et inversement pour la période mortes eaux.  Variabilité spatio-temporelle des paramètres biologiques  Dans l’ensemble de la zone étudiée, les abondances cellulaires des différents compartiments du réseau microbien étaient relativement variables. Les abondances de nanophytoplancton étaient faibles avec une moyenne de 25,8 cellules ml-1 et des valeurs comprises entre 4,6 et 71,7 cellules ml-1(tableau 4). L’abondance moyenne des picoeucaryotes autotrophes était plus élevée (6,1 x 103 ml cellules-1) avec les valeurs comprises entre 0,6 et 14,4 x 103cellules ml-1. L’abondance deuscccohoecynS 4 sp était en moyenne de 5,3 x 10 cellules ml-1, avec des valeurs comprises entre 0,2 et 19,8 x 104 cellules ml-1, alors que l’abondance de l’autre genre de cyanobactérie, Prochlorococcus était plus faible en moyenne (1,6 x 10 sp.,4 cellules ml-1) avec des valeurs comprises entre 0,1 et 4,5 x 104cellules ml-1. L’abondance bactérienne était en moyenne de 8,9 x 105 ml cellules-1 des valeurs comprises entre 3,3 x 10 avec5 de et 22,9 x 105 ml cellules-1. La production bactérienne présentait une variabilité plus importante que les autres paramètres biologiques, avec une moyenne de 25,7 pM h-1 et des valeurs comprises entre de 0,6 et 185,2 pM h-1.
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Les communautés microbiennes du lagon du Grand Récif de Toliara  Afin de mettre en évidence des regroupements de stations selon leurs caractéristiques biologiques, une ACP avec les variables biologiques a été effectuée dans l’ensemble de la région étudiée et pour les deux périodes échantillonnées (figure 5-a). L’analyse a permis de distinguer 2 associations de variables: l’une regroupant les abondances bactériennes, celles des bactéries dites « actives » (HNA), et la production bactérienne, et l’autre regroupant les abondances en nano- pico-phytoplancton, Prochlscoroucco et sp.,ococscuSychne sp.. Ainsi, les caractéristiques biologiques des stations échantillonnées se sont organisées suivant un premier axe qualifié d’axe «hétérotrophie » (bactéries hétérotrophes, HNA et production bactérienne), et un second qualifié d’axe «autotrophie » (abondances en nano- pico-phytoplancton, orolccocPhcorussp. etucscocoSychnesp.)(figure 5-a).  Variabilité spatiale des paramètres biologiques  A l’échelle de toute la zone étudiée, les critères biologiques nous ont permis de regrouper les stations selon les 2 axes définis ci-dessus et ainsi 3 zones ont été mises en évidence (figure 5-a): 1) Une zone située sur l’axe « hétérotrophie », caractérisée par des abondances bactériennes totales et dites actives (HNA) significativement plus élevées que celles des autres zones, et avec de plus fortes valeurs de production bactérienne (p<0,05, test de Tukey), appelée « zone de mangrove » (stations RS et M) ; 2) Une zone située sur l’axe « autotrophie », caractérisée par des abondances en nanophytoplancton élevées, et des abondances enuscccohoecynS et en sp. Prochlorococcus sp.significativement moins élevées que celles des autres zones (p<0,05, test de Tukey), appelée «zone estuarienne » (stations E7 et E8 en mortes eaux) ; 3) Une zone regroupant les stations situées dans le chenal lagonaire (stations G1, G2, G3, G4 et RD), dans le récif corallien (station V) et plus au large (stations E4 et E0) appelée zone marine». « Pour tenter de discriminer les stations dans la zone dite « zone marine », une ACP a été effectuée uniquement avec les stations de cette zone (G1, G2, G3, G4, RD, V, E0 et E4) (figure 5-b). Les variables biologiques ne se sont plus organisées suivant les deux axes « hétérotrophie » et « autotrophie ». Des groupes de stations ont été distingués, mais ces regroupements ne reflétaient pas une distribution spatiale (figure 5-b)  Variabilité temporelle des paramètres biologiques  A l’échelle de toute la zone échantillonnée (figure 5-a), aucune variabilité temporelle systématique n’a été observée entre mortes et vives eaux. Seules les stations G1 et G4 présentaient des caractéristiques temporelles particulières. Ces stations, qui correspondent aux stations de la passe nord (G1) et de la passe sud (G4) du lagon, présentaient des caractéristiques biologiques inversées suivant la période échantillonnée : pour la station G1, les abondances des deux cyanobactéries et des picoeucaryotes étaient plus élevées en période de mortes eaux que celles mesurées en vives eaux, et inversement pour la station G4. A l’échelle de la « zone marine » (figure 5-b), l’ACP a mis en évidence des différences non significatives de toutes les variables entre vives eaux et mortes eaux.  
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