Etude multi-échelles des effets directs et indirects de la pollution sonore associée aux activités nautiques sur la diversité planctonique des socio-écosystèmes lacustres
Equipe d’accueil
Equipe de Neuro Ethologie Sensorielle (ENES) basée Saint-Etienne
https://sensoryneuroetholo.wixsite.com/enes
Encadrement
Vincent Médoc,
Maître de Conférences en Biologie des Populations et Ecologie à l’Université de Lyon / Saint-Etienne
Vincent Médoc,
Maître de Conférences en Biologie des Populations et Ecologie à l’Université de Lyon / Saint-Etienne
Lieux du stage
- Laboratoire ENES à Saint-Etienne
- Plateforme expérimentale PLANAQUA à Saint-Pierre-lès-Nemours (Seine et Marne)
http://www.cereep.ens.fr/spip.php?article45
- Laboratoire ENES à Saint-Etienne
- Plateforme expérimentale PLANAQUA à Saint-Pierre-lès-Nemours (Seine et Marne)
http://www.cereep.ens.fr/spip.php?article45
Contexte
Rares sont les paysages sonores naturels qui sont exempts de sons associés aux activités humaines. Ces sons anthropogéniques sont aujourd’hui reconnus comme une source de pollution avec des effets
sur l’anatomie, la physiologie ou plus souvent le comportement des organismes exposés, pouvant induire une diminution de leur valeur sélective. Cependant, si les réponses individuelles sont bien décrites, les effets sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes sont encore inconnus.
Aussi, les écosystèmes sont inégalement documentés et comparativement aux milieux terrestres et marins, la pollution sonore dans les milieux d’eau douce n’est que très peu étudiée et ne fait encore l’objet d’aucune législation. Compte tenu des services écosystémiques qu’ils fournissent, les eaux douces subissent une forte pression anthropique comme en témoigne l’utilisation grandissante des lacs pour les loisirs nautiques.
Rares sont les paysages sonores naturels qui sont exempts de sons associés aux activités humaines. Ces sons anthropogéniques sont aujourd’hui reconnus comme une source de pollution avec des effets
sur l’anatomie, la physiologie ou plus souvent le comportement des organismes exposés, pouvant induire une diminution de leur valeur sélective. Cependant, si les réponses individuelles sont bien décrites, les effets sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes sont encore inconnus.
Aussi, les écosystèmes sont inégalement documentés et comparativement aux milieux terrestres et marins, la pollution sonore dans les milieux d’eau douce n’est que très peu étudiée et ne fait encore l’objet d’aucune législation. Compte tenu des services écosystémiques qu’ils fournissent, les eaux douces subissent une forte pression anthropique comme en témoigne l’utilisation grandissante des lacs pour les loisirs nautiques.
Objectif et hypothèse
L’objectif est d’étudier les effets directs via les altérations comportementales, et indirects via le forçage top-down exercé par le peuplement piscicole, de la pollution sonore sur la dynamique du plancton des socio-écosystèmes lacustres. Les invertébrés sont largement ignorés des études d’impact alors qu’ils représentent un compartiment fondamental des réseaux trophiques. De plus, ils perçoivent les mouvements de particules, ce qui les rend potentiellement sensibles à la pollution sonore. Concernant les poissons, nous avons récemment démontré que le taux d’attaque du vairon était diminué par les bruits de bateaux, interprétés comme un risque de prédation. A l’échelle du réseau trophique, une réduction du forçage top-down sur le zooplancton pourrait s’accompagner d’un plus fort contrôle du phytoplancton, qui n’est a priori pas directement impacté par le bruit. Il s’agit donc de tester l’hypothèse selon laquelle la pollution sonore diminuerait l’intensité de la cascade trophique induite par les poissons planctonophages, réduisant ainsi la production primaire, et altèrerait la diversité planctonique.
Méthodologie
Nous réaliserons des expériences de playback multi-échelles sur la plateforme nationale PLANAQUA (ANR EQUIPEX) hébergée par le CEREEP Ecotron Ile-de-France (Saint-Pierre les Nemours, Seine-etMarne) où nous avons déjà réalisé une expérience pilote en octobre 2018. En mésocosmes, nous suivrons les dynamiques de communautés à 2 (phyto et zooplancton) et 3 niveaux trophiques (ajout de gardons). Après obtention d’une cascade trophique dans les réplicats (n = 4) à 3 niveaux trophiques, nous soumettrons les communautés à du bruit ambiant ou à du bruit ambiant supplémenté de bruits de bateaux mimant une activité nautique journalière. La durée totale de l’expérience est estimée à 3 mois (environ 1 mois pour l’observation d’une cascade trophique puis 2 mois d’exposition au bruit) durant lesquels nous suivrons les paramètres physico-chimiques de l’eau (sonde multi paramètres et dosage des principaux nutriments) et la diversité planctonique (bouteille à prélèvement, sonde BBE et benthotorche) tous les 4 jours. La biomasse en poissons (6 individus par mésocosme) sera mesurée en début et fin d’expérience. En microcosmes et sur une échelle temporelle courte (quelques heures), nous étudierons les réponses comportementales (mobilité, distribution spatiale) des poissons et des principales familles de zooplancton au bruit afin d’identifier les mécanismes proximaux des changements observés à l’échelle des communautés.
Déroulement
Le stage de 6 mois se déroulera de Février à Juillet et débutera par une étude bibliographique sur les effets du bruit et les concepts mobilisés afin que l’étudiant(e) sache mettre en contexte son sujet. Mars sera consacré à l’acoustique avec une formation aux notions de base, la calibration des sons à l’intérieur des micro- et mésocosmes et la construction des pistes audio mimant une activité nautique journalière. En Avril, les mésocosmes seront mis en eau, ensemencés puis empoissonnés afin de débuter le suivi des dynamiques. Les organismes seront collectés dans les lacs de la plateforme. Après obtention d’une cascade trophique au bout de 3 à 4 semaines, nous débuterons les playbacks pour une durée de 2 mois (Mai et Juin). Juillet sera consacré à la finalisation des analyses et à la valorisation des résultats. D’Avril à Juin, les journées non dédiées aux échantillonnages seront consacrées aux analyses (nutriments, diversité planctonique) et aux tests comportementaux en microcosmes.
Références
Hanache, P., Spataro, T., Firmat, C., Boyer, N., Fonseca, P., & Médoc, V. (2019). Noise-induced reduction in the attack rate of a planktivorous freshwater fish revealed by functional response analysis. Freshwater Biology. https://doi.org/10.1111/fwb.13271
Hulot, F. D., Lacroix, G., Lescher-Moutoué, F., & Loreau, M. (2000). Functional diversity governs ecosystem response to nutrient enrichment. Nature, 405(6784), 340.
Médoc, V., Firmat, C., Sheath, D. J., Pegg, J., Andreou, D., & Britton, J. R. (2017). Parasites and biological invasions: predicting ecological alterations at levels from individual hosts to whole networks. In Advances in Ecological Research 57: 1-54.
Compétences
Le projet se destine aux étudiant(e)s ayant une solide formation en biologie des populations et écologie, éventuellement centrée sur les hydrosystèmes, et en statistiques. Une expérience en écologie comportementale et/ou en bioacoustique sera un avantage sans être nécessaire. L'étudiant(e) devra faire preuve d'autonomie et d’initiative et avoir les qualités humaines pour travailler au sein de la station biologique. En plus d’une solide expérience en gestion de projet et démarche expérimentale, l’étudiant(e) sera formé(e) aux bases de l’acoustique, à différentes techniques d’échantillonnage, à l’identification du plancton, et sensibilisé aux enjeux qui pèsent sur les socio-écosystèmes. Le stage renforcera ses compétences en statistiques et en rédaction.
Plus de renseignements : vincent.medoc@univ-st-etienne.fr
Financement
Les gratifications sont financées par la Fondation pour la Recherche sur la Biodiversité.
Candidature
1: Envoyer CV et LM à l’adresse suivante :
vincent.medoc@univ-st-etienne.fr
2 : Entretien avec l’équipe encadrante (au laboratoire ou visioconférence)