Population dynamics of the invasive green mussel Perna viridis and their response to the toxic dinoflagellate Karenia brevis: application of Dynamic Energy Budget theory to determine population trends

Résumé : Dans le monde entier les introductions d'espèces dans de nouvelles régions constituent une préoccupation écologique croissante ; ces introductions peuvent conduire à des modifications drastiques des écosystèmes, entre autres du fait de la compétition avec des espèces indigènes et également par la modification des réseaux de flux d'énergie dans les écosystèmes. La moule verte Perna viridis est une espèce récemment introduite dans les eaux côtières américaines et qui s'est rapidement disséminée le long des côtes du Sud-Est des États-Unis. Cependant, il n'existe pour le moment que très peu d'informations concernant la structure des populations, et leur dynamique en réponse à la variabilité environnementale locale. Les efflorescences de marées rouges formées par le dinoflagellé toxique Karenia brevis sont fréquentes le long des côtes de Floride bordant le Golfe du Mexique, et la tolérance de P. viridis a l'égard de ces événements et des brévitoxines (PbTx) associées n'est pas connue. En outre, comme P. viridis est une espèce invasive, la potentielle concurrence (ressources trophiques, espace, ...) avec des bivalves indigènes comme l'huître Crassostrea virginica, est une préoccupation majeure dans les systèmes côtiers de Floride. Cette étude vise à caractériser la dynamique des populations établies de P. viridis populations établies et leur réponse aux efflorescences naturelles de K. brevis. Les effets des efflorescences à K. brevis ont été évalués à partir des résultats d'un suivi de la croissance, de la mortalité, du recrutement, de la gamétogenèse et de la composition biochimique des tissus (protéines, glycogène et lipides) durant trois ans. En outre, les concentrations en PbTx dans les tissus ont été analysées afin de déterminer l'absorption, l'accumulation et des taux d'élimination de ces toxines. Par ailleurs, les données recueillies sur le terrain et des informations de la littérature ont été utilisées pour élaborer un modèle énergétique individuel DEB pour modéliser la croissance et la reproduction de P. viridis. Avant l'apparition de la première efflorescence à K. brevis, P. viridis présentait des taux de croissance rapide (6-11 mm mois-1) et un taux de survie élevé (mortalité <1%). Au cours des efflorescences à K. brevis, le taux de croissance a chuté de façon significative et une bioaccumulation de PbTx dans les tissus mous a été observée. Les concentration élevées en PbTx dans les tissus ont persisté longtemps après la dissipation de l'efflorescence et les taux de mortalité élevés se sont maintenus, ce qui a réduit fortement l'abondance de P. viridis. À la fin de l'efflorescence, la concentration en PbTx dans les moules était presque le double de celle relevée chez l'huître indigène Crassostrea virginica pour des individus prélevés à la même période ; chez P. viridis, la concentration en PbTx est restée supérieure à la limite réglementaire pour la consommation humaine pendant 16 semaine, alors qu'elle est revenue en dessous de ce seuil en 2 1⁄2 semaines chez C. virginica. La composition biochimique des tissus et la reproduction n'ont pas parues affectées par ces évènements ; P. viridis réalise sa gamétogénèse durant toute l'année et a mis en place une stratégie de ponte intermittente partielle ; elle présentait durant toute l'année une grande stabilité de la concentration en composés de réserve. L'absence de cycle saisonnier marqué de la composition biochimique suggère que la ressource trophique est suffisante pour soutenir la gamétogenèse tout au long de l'année. Cependant, la première année du suivi, deux évènement majeurs de ponte et de recrutement ont été observés au printemps et à l'automne. Au cours de la deuxième année de suivi, l'analyse histologique montre que le même patron de ponte massive est observé au printemps ; cependant, à cette période, les efflorescences toxiques ont persisté et le recrutement a été inhibé, ce qui suggère que la fécondation et / ou le développement et la survie des larves ont été affectés par la présence de K. brevis et des ichthyotoxines et hémolysines associées. Ces résultats indiquent que même si des concentrations tissulaires élevées en PbTx peuvent réduire la croissance de P. viridis, la gamétogenèse n'est elle pas inhibée, ce qui permet à la population de moule verte de subsister, même si la mortalité individuelle était élevée. Les concentrations élevées et persistantes en PbTx dans les tissus peuvent augmenter le risque de transfert trophique longtemps après les efflorescences, ce qui pourrait avoir des répercussions négatives sur d'autres pêcheries importantes, en plus des conséquences sur la chaîne alimentaire. Même s'il ne peut pas être établi avec certitude que la réduction de la croissance, de la survie et du recrutement sont bien dus aux marées rouges, nos observations suggèrent que K. brevis est un facteur important dans les changements radicaux observés de la structure et de la dynamique de la population de P. viridis. Le présent travail a permis, à partir d'un suivi pluri-annuel, de caractériser la dynamique des populations de P. viridis établies localement. En outre, le développement d'un modèle mécaniste de bioénergétique (DEB) a permi d'établir des prévisions sur la croissance et la reproduction de la moule verte à partir d'un forçage par les conditions environnementales. Ce travail a permis de synthétiser nos connaissances sur P. viridis et aide à comprendre la dynamique de la population et les potentialités de l'espèce pour entrer en concurrence avec les populations de l'huître locales C. virginica.
Type de document :
Thèse
Ecology, environment. Université de Bretagne Occidentale (UBO), Brest, 2015. English
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Contributeur : Fred Jean <>
Soumis le : lundi 11 janvier 2016 - 11:10:12
Dernière modification le : jeudi 11 janvier 2018 - 06:22:24
Document(s) archivé(s) le : mardi 12 avril 2016 - 10:59:48

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Katherine Mcfarland. Population dynamics of the invasive green mussel Perna viridis and their response to the toxic dinoflagellate Karenia brevis: application of Dynamic Energy Budget theory to determine population trends. Ecology, environment. Université de Bretagne Occidentale (UBO), Brest, 2015. English. 〈tel-01252504〉

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