Utilisation des kystes de dinoflagellés comme traceurs d'efflorescences algales nuisibles et outil de reconstructions paléoenvironnementales dans le golfe du Mexique

Limoges, Audrey (2015). « Utilisation des kystes de dinoflagellés comme traceurs d'efflorescences algales nuisibles et outil de reconstructions paléoenvironnementales dans le golfe du Mexique » Thèse. Montréal (Québec, Canada), Université du Québec à Montréal, Doctorat en sciences de l'environnement.

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Résumé

Les efflorescences algales nuisibles connaissent une augmentation en fréquence et en intensité dans de nombreux milieux côtiers à travers le monde. En réponse à des conditions environnementales favorables, elles résultent d'une forte densité relative d'espèces toxiques, ou d'une biomasse élevée contribuant à la diminution des concentrations en oxygène des eaux profondes. L'apparente intensification des efflorescences algales nuisibles est un problème environnemental de plus en plus préoccupant. Elle est possiblement liée au forçage anthropique (i.e. réchauffement climatique, pollution, eutrophisation, transport maritime, etc.). Elle pourrait également refléter une surveillance accrue des milieux côtiers. Afin de mieux identifier leurs causes naturelles et/ou anthropiques, il est ainsi nécessaire de retracer leur variation dans le temps, au-delà des quelques décennies d'enregistrements directs, lorsqu'ils existent. Dans le golfe du Mexique, environ 40 espèces potentiellement toxiques ont été identifiées. Parmi celles-ci, les dinoflagellés sont associés aux conséquences les plus délétères sur les écosystèmes marins. Dans ce contexte, cette thèse a pour principal objectif de caractériser la distribution temporelle et spatiale des espèces de dinoflagellés nuisibles dans le golfe du Mexique. À cette fin, nous explorons le potentiel des microfossiles contenus dans les sédiments comme traceurs d'efflorescences algales nuisibles. Puisque les dinoflagellés occupent un rôle important dans la formation de blooms nuisibles en milieu marin, cette étude s'intéresse à leur forme fossile préservée dans les sédiments à la faveur de leur membrane organique très résistante, soit les kystes de dinoflagellés ou dinokystes. Dans un premier temps, des analyses palynologiques ont été effectuées sur 44 échantillons de surface provenant de différentes régions du golfe du Mexique. Elles ont permis de définir quantitativement la relation entre les paramètres environnementaux (i.e. température, salinité, profondeur, productivité, etc.) et les assemblages modernes de dinokystes. Des analyses de redondance ont permis d'identifier la profondeur de la colonne d'eau, la distance par rapport à la côte et la température annuelle comme étant les facteurs qui sont le plus liés à la distribution des kystes dans le golfe du Mexique. Ce travail a également permis d'identifier certaines zones susceptibles d'être affectées par des efflorescences causées par le dinoflagellé potentiellement toxique Pyrodinium bahamense. Le kyste qu'il produit, Polysphaeridinium zoharyi, atteint en effet des abondances très élevées notamment sur la côte ouest de la péninsule de la Floride et dans les lagunes mexicaines. Les réservoirs de kystes dans le sédiment ont le potentiel de constituer l'inoculum primaire à la formation de blooms. En second lieu, des analyses géochimiques sur la calcite de foraminifères (δ18O et ratios Mg/Ca) ont été combinées à des analyses palynologiques sur la séquence sédimentaire ODP-625B, collectée dans le nord-est du golfe et présentant les enregistrements de plusieurs grands cycles climatiques. Elles permettent de documenter la réponse des assemblages de dinokystes vis-à-vis les variations climatiques de l'Holocène et de la fin du Pléistocène, notamment pendant l'optimum du dernier interglaciaire. Les résultats illustrent des assemblages de dinokystes significativement distincts entre les périodes froides et chaudes, mais également entre l'interglaciaire actuel et le dernier interglaciaire, malgré des faibles différences de l'insolation boréale en été et des paléo-températures régionales entre ces deux périodes (~1-2°C selon les températures déduites des ratios Mg/Ca). Les assemblages de dinokystes suggèrent que des différences dans la circulation des masses d'eaux de surface et dans la bathymétrie expliquent les modifications dans les communautés phytoplanctoniques au site d'étude au cours des intervalles étudiés. Les dinokystes montrent un potentiel d'utilisation dans le cadre de reconstitutions paléo-environnementales en milieu tropical, où les efflorescences algales nuisibles représentent un enjeu considérable. Finalement, une série chronologique de plus haute résolution a été développée à partir de l'étude d'une carotte sédimentaire prélevée dans la lagune Alvarado (sud-ouest golfe du Mexique). L'enregistrement couvre environ 830 ans, une période au cours de laquelle Polysphaeridium zoharyi est resté très abondant. Les dépôts de kystes dans les sédiments indiquent que ce taxon a potentiellement créé des efflorescences algales nuisibles dans le passé et constituent toujours une menace. En outre, cette thèse fournit des informations originales sur l'autoécologie des dinokystes en milieu tropical. Elle démontre une extension biostratigraphique moderne de Melitasphaeridium choanophorum dans les sédiments du golfe du Mexique, alors que cette espèce était considérée éteinte depuis la fin du Pléistocène. Elle a permis de recenser pour la première fois les kystes du dinoflagellé benthique Bysmatrum subsalsum. Elle a également permis d'illustrer les variations de la morphologie des kystes produits en milieux peu profonds soumis à des conditions variables de salinité et température. Finalement, ce projet ouvre la voie à l'utilisation des archives sédimentaires comme outil de surveillance pour les zones susceptibles d'être affectées par des efflorescences algales nuisibles et pour aider à mieux comprendre les facteurs favorables à leur initiation. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Dinokystes, Efflorescences algales nuisibles, Golfe du Mexique, Melitasphaeridium choanophorum, Bysmatrum subsalsum, Polysphaeridium zoharyi

Type: Thèse ou essai doctoral accepté ()
Informations complémentaires: La thèse a été numérisée telle que transmise par l'auteur.
Directeur de thèse: De Vernal, Anne
Mots-clés ou Sujets: Dinoflagellés / Distribution géographique / Golfe du Mexique / Poussées phytoplanctoniques / Algues marines toxiques / Kystes de dinoflagellés / Traceurs (Biologie) / Paléobiogéographie
Unité d'appartenance: Instituts > Institut des sciences de l'environnement (ISE)
Déposé par: Service des bibliothèques
Date de dépôt: 27 nov. 2015 19:49
Dernière modification: 27 nov. 2015 19:49
Adresse URL : http://archipel.uqam.ca/id/eprint/7501

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