Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
RÉSOUDRE LA DYNAMIQUE DU PHYTOPLANCTON PAR UNE APPROCHE À HAUTE FRÉQUENCE AUTOMATISÉE
G. Grégori, M. Thyssen, M. Dugenne, A. Malkassian, D. Nérini, C. Manté, M. Denis, …et tous nos collaborateurs (MIO, LOG, LOV-OOV, I2M, SBR, etc.)
Bordeaux/mer, Novembre 2014
Mediterranean Institute of Oceanography
Institut Méditerranéen d’Océanologie (MIO) OSU Pytheas
Campus de Luminy, Case 901, Bât.TPR1 F 13288 Marseille cedex 9
http://precym.com.univ-mrs.fr
Colloque SOMLIT « Stations côtières HF»
LE PHYTOPLANCTON : IMPORTANCE ET COMPLEXITÉ
Diversité
Complexité:
5 10 15 20 25 Temps (jours)
Ab
on
da
nc
e
30
Two sample times Observed trends
Dynamique Grande gamme de tailles/abondances
Importance :
Fonctionnement de l’Ecosystème de la planète
Micro-organismes (unicellulaires)
Dynamique rapide (jour)
Poussières et pollutions
atmosphériques
Couche de mélange
Tempêtes, coups de vent
Apports pulsés de sels nutritifs
Température = stratification
Evènements impulsionnels, sporadiques <24h
Phytoplancton
•Une variation de ±10% des coups de Mistral peuvent engendrer 54% de variabilité sur la production annuelle en mer Ligure (Lacroix & Nival, 1998)
•Des tempêtes hivernales en mer des Sargasses peuvent induire des pics de croissance qui sont à l’origine d’exportation de matière de l’ordre de 20% de l’exportation annuelle (Lomas et al. 2009).
Bassins versant
DYNAMIQUE DU PHYTOPLANCTON : INFLUENCE DES VARIATIONS PHYSIQUES DU MILIEU
Laser
Optical fingerprints
(Thyssen M., M.I.O)
CAPTEUR INNOVANT ÉPROUVÉ: CYTOMÈTRE EN FLUX AUTOMATISÉ CYTOSENSE (CYTOBUOY)
+
Prorocentrum micans Dinophysis acuminata
Chaetoceros spp.
Cili
ate
s
Prorocentrum ?
Gymnodinium?
Diatoms
Scrippsiella
?
Chaetoeros
With an auxospore…
C. whigami?
C. Curvisetus or pseudocurvisetus
Exemples de photos prises par le cytomètre automatisé
Cytométrie en flux automatisée
avec prise d’images
DE LA CELLULE À LA COMMUNAUTÉ PHYTOPLANCTONIQUE ET À SA DYNAMIQUE IN SITU
LEFE - CEL2SAT
DYMAPHY
Analyse à l’échelle individuelle de la structure des communautés
du pico- au microphytoplancton
Forward scatter - Size (au)
Ch
loro
ph
yll.
Flu
o.
(au
)
EOL buoy
EC2CO DRIL - MISE
Baie de Villefranche, bouée EOL 25 janvier - 6 avril 2012
INFLUENCE D’ÉVÈNEMENTS IMPULSIONNELS SUR LA MISE EN PLACE DU BLOOM PRINTANIER
Thyssen M, Grégori GJ, Grisoni J, Pedrotti M, Mousseau L, Artigas LF, Marro S, Garcia N, Passafiume O and Denis MJ(2014). Onset of the spring bloom in the northwestern Mediterranean Sea : influence of environmental pulse events on the in situ hourly−scale dynamics of the phytoplankton community structure. Front. Microbiol. 5:387. doi:10.3389/fmicb.2014.00387
Jusqu’à 6 groupes fonctionnels de phytoplancton mis en évidence.
Echantillonnage toutes les 2 heures
Contrôle à distance en direct par liaison wifi
GROUPES FONCTIONNELS DÉFINIS PAR CYTOMÉTRIE EN FLUX
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
Ab
on
dan
ces
Vent Vent
Pluie
Maxima de NO3+NO2
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
date
24
01
03
02
13
02
23
02
04
03
14
03
24
03
03
04
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
PicoFLO
Picoeukaryotes
HighSWS
HighFLO
Nanophytoplankton
Microphytoplankton
DYNAMIQUE DES GROUPES FONCTIONNELS
Picoeukaryotes
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
26
10
14
Picoeukaryotes
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
26
10
14
0 3 6 9 12 16 20
-20
24
Picoeukaryotes
hoursHighSWS
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.0
40.0
60.0
8
HighSWS
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.0
40.0
60.0
8
0 3 6 9 12 16 20
-0.0
15
0.0
00
HighSWS
hoursHighFLO
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.0
20.0
8
HighFLO
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.0
20.0
8
0 3 6 9 12 16 20
-0.0
20.0
20.0
6 HighFLO
hoursNanophytoplankton
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.5
1.5
2.5 Nanophytoplankton
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.5
1.5
2.5
0 3 6 9 12 16 20
-0.4
0.0
0.4
Nanophytoplankton
hoursMicrophytoplankton
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.0
05
0.0
25
Microphytoplankton
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
0.0
05
0.0
25
0 3 6 9 12 16 20
-0.0
10
0.0
05
Microphytoplankton
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Abundance (103 cells.cm-3)
Abundance (span2 – span1)
Total FWS (a.u.) Total FWS (span2 – span1)
Date Hours Date Hours
Picoeukaryotes
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
300
500
700
Picoeukaryotes
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
300
500
700
0 3 6 9 12 16 20
-100
100
Picoeukaryotes
hoursHighSWS
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
6000
10000
HighSWS
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
6000
10000
0 3 6 9 12 16 20
-1000
1000
HighSWS
hoursHighFLO
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
8000
16000
HighFLO
date
1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
8000
16000
0 3 6 9 12 16 20
-2000
4000
HighFLO
hoursNanophytoplankton
date1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
2800
3200
Nanophytoplankton
date1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
2800
3200
0 3 6 9 12 16 20
-300
0200
Nanophytoplankton
hoursMicrophytoplankton1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
20000
60000
Microphytoplankton1502
1602
1702
1802
1902
2002
2102
2202
2302
20000
60000
0 3 6 9 12 16 20
-10000
10000
Microphytoplankton
(F)
(G)
(H)
(I)
(J)
La variation journalière des abondances et de la diffusion est liée au cycle cellulaire et permet d’estimer une croissance nette in situ (Sozik et al. 2003, Ribalet et al., and Dugenne et al. 2014)
http://www.youtube.com/watch?v=LUX66bD1_Fk Project EC2CO-DRIL « MISE »
INFLUENCE D’ÉVÈNEMENTS IMPULSIONNELS SUR LA DYNAMIQUE D’ESPÈCES PATHOGÈNES
Dugenne M, Thyssen M, Nerini D, Mante C, Poggiale J, Garcia N, Garcia F and Grégori GJ (2014). Consequence of a sudden wind event on the dynamics of a coastal phytoplankton community : an insight into specific population growth rates using a single cell high frequency approach. Front. Microbiol. 5:485. doi : 10.3389/fmicb.2014.00485
C5 (13,1 ± 4,2)
Red
Flu
ore
scence (
au)
C12 (0,9 ± 0,1)
C8 (8,6 ± 1,3)
C9 (3,5 ± 0,5)
C11 (1,1 ± 0,1)
C10 (4,1 ± 1,0)
C1 (56,4 ± 12,2)
C2 (37,7 ± 10,5)
C3 (23,3 ± 8,8)
C4 (20,1 ± 13,5)
C5 (13,1 ± 4,2)
C7 (13,9 ± 5,6)
C6 (13,2 ± 4,3)
microphytoplancton
20 μm < taille < 200 μm
nanophytoplancton
2 μm < taille < 20 μm
picophytoplancton
0,2 μm < taille < 2 μm
90°Light scatter (au)
55 μm
35 μm
23 μm
20 μm
Akashiwo
sanguinea
Prorocentrum
micans
Scrippsiella sp.
Gymnodinium sp.
13 μm
Cytogram from 10/10/2011 12:00
Calibrage avec billes Analyse d’images
GROUPES FONCTIONNELS DÉFINIS PAR CYTOMÉTRIE EN FLUX
5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10 11/10
200
100
0
Ab
un
da
nc
e
(ce
lls
.cm
-3)
5/10 6/10 7/10 8/10 9/10 10/10 11/10 12/10
235.102
185.102
135.102
85.102
35.102
Me
an
vo
lum
e (
μm
3)
Theo
reti
cal
gro
wth
rat
e (d
-1) 2.0
1.5
1.0
0.5
1 division.d-1
2 divisions.d-1
μ=ln N (24) μ= ln Vmax
N (0) Vmin
30 μm
Effet du vent sur la dynamique de Gymnodinium
Vent
La baie de Marseille
Site de « choix » pour suivre l’impact anthropique
Intérêt socio-économique
Interfaces continent/mer et atmosphère/mer
La baie de Marseille:
Site privilégié pour suivre l’impact anthropique
Intérêt socio-économique
Interfaces continent/mer et atmosphère/mer
Prospective 1 : Plateforme multi-instrumentée en baie de Marseille
Prospective 2 : Continuous and high resolution observation of the NW Mediterranean Sea
(A*MIDEX CHROME 350 k€)
Institut de athématiques de Marseille I2M
University of Bologna (SINCEM) • Salinité
• Oxygene • Fluorescence • Turbidité • CDOM • PCO2 et pH • Cytométrie automatisée
• Relation physique/chimie et diversité fonctionnelle du phytoplancton sur
des critères de résolution espace/temps similaires
• Couplage avec PHYSAT (LOG) pour une extrapolation des groupes fonctionnels à l’échelle du bassin
• Océanographie opérationnelle et modèles biogéochimiques