Niveaux trophiques supérieurs

Question 1

Zooplancton

Answer 1

Le zooplancton est l’ensemble des animaux pélagiques qui constituent le plancton.
Il y a trois approches à leur classification:
i. Classification en relation avec la taille :
 Microzooplancton : < 200 micromètres (µm)
 Macrozooplancton : > 200 µm

ii. Classification fonctionnelle :
 Herbivores
 Carnivores (prédateurs)
 Omnivores et détrivores

iii. Classification en relation avec leur groupe taxonomique :
 protistes (protozoaires)
 rotifères
 cladocères
 copépodes
 insectes
 gros crustacés
 moules zébrées !!

Question 2

Les isotopes

Answer 2

• Les isotopes sont des atomes d’un même élément qui diffèrent par leur masse atomique
• Il y a toujours un isotope stable plus abondant que les autres
• Les différents isotopes stables sont naturellement présents dans tous les organismes et tous les tissus vivants possèdent une signature isotopique (13C/12C, 15N/14N) qui leur sont propre.
• Méthode d’analyse: spectromètre de masse
Les isotopes sont exprimés en valeur de sigma (dérivés de partie par mille d’un standard)

Question 3

Interprétation des résultats d’isotopes

Answer 3

• Les δ13C et δ34S des animaux reflètent à peu près directement leur régime alimentaire
• Pour le δ15N, il augmente d’un niveau trophique au niveau trophique supérieur car l’isotope 15N est moins bien excrété que l’isotope 14N (∆δ 15N > 0)

Niveau trophique = 1+ (δ 15Nconsomateurb- δ 15Nbase de la chaîne)/3.4

Question 4

Les isotopes en écologie

Answer 4

Caractérisation de l’alimentation
• Intégration du facteur temps (vs. contenus stomacaux)
• Consommation dans le milieu naturel (vs. laboratoire)
• Communauté hétérotrophe, incluant les bactéries et les protozoaires sans estomac

Relations trophiques
• Élucidation des relations trophiques avec l’échantillonnage de 2 isotopes (sources de nourriture, relations prédateur-proie, compétition, etc.)

Question 5

Impacts écologiques liés à l’invasion de la moule

zébrée adulte

Answer 5

1. Compétition pour algues et habitat, modification de l’habitat physique
2. Diminution du phytoplancton, flagellés et autre zooplancton.
3. Contamination par bioaccumulation de produits toxiques (métaux, BPC, HAP, composés organo-métalliques)

Question 6

Estimation de la signature autochtone en limnologie

et en océanographie

Answer 6

1. Utilisation de la signature du seston total;
2. Utilisation de la signature des herbivores;
3. Estimation selon la signature du CID et des calculs de fractionnement lors de la photosynthèse.

Question 7

Les isotopes stables en limnologie

Answer 7

• La mesure de la signature isotopique peut apporter des informations pertinentes, de nature fonctionnelle, que ce soit par exemple pour l’analyse de l’impact d’une espèce envahissante ou de relations trophiques. Cette méthode met en évidence les voies d’utilisation de certaines ressources au sein de réseaux trophiques (p. ex., sources allochtones vs. autochtones)
• Il est nécessaire de prendre en compte les diverses sources de variabilité :
• phases de jeûne
• changement de régime au cours du temps
• prise en compte de plusieurs niveaux trophiques
• métabolisme et déplacement
• espèces et matière organique à la base du réseau trophique
• omnivore

• Il est nécessaire de disposer d’informations sur les traits biologiques et écologiques des organismes étudiés.

Question 8

Importance limnologique du zooplancton

Answer 8

i. Intermédiaire du réseau alimentaire aquatique entre le phytoplancton et les poissons.

La structure de la communauté est donc fortement influencée par le niveau de prédation par les poissons. Avec l’augmentation de prédation, la communauté change vers la dominance par les espèces de zooplancton de petite taille.

ii. Contrôle majeur sur le phytoplancton
> Quantité - biomasse; utilisée dans une strategie de contrôle d’eutrophisation qui s’appelle ‘la biomanipulation’.
> Qualité - influence sur les composantes taxonomiques de la communauté de phytoplancton (ex. le broutage favorise la floraison de cyanobactéries).

iii. Recyclage du phosphore et de l’azote
> Excrétion
> Alimentation (« sloppy feeding »)

iv. Couplage entre les compartiments d’un lac
> benthos ↔ plancton
> zone littorale ↔ zone pélagique

v. Transfert de contaminants
> bio-amplification
> bio-indicateurs
Le zooplancton est un excellent composant de la
chaîne alimentaire à échantillonner pour évaluer le
niveau de contamination dans un écosystème.

Question 9

Gains et pertes de la biomasse du zooplancton

Answer 9

Gains

• Alimentation
• Reproduction
• Advection
• Diffusion turbulente
• Mouvement actif

Pertes

• Prédation
• Parasitisme
• Mortalité (autre)
• Advection
• Diffusion turbulente
• Mouvement actif

Question 10

Stratégies pour maximiser les gains de biomasse du zooplancton

Answer 10

i. Répartition de tailles de proies; utilisation de tout le spectre de taille de particules dans le seston.
ii. Mécanismes efficaces pour capturer les particules
iii. Répartition de taille de proie selon la stade de vie. Par exemple, les copépodes ont des stade de développement avec des types de nourriture différent
iv. Diverses stratégies de reproduction incluant la reproduction asexuée

Question 11

Stratégies pour minimiser les pertes de biomasse du zooplancton

Answer 11

i. Changement de forme pendant une saison – la cyclomorphose
ii. Migration diurne
iii. Stades de dormance
- kystes
- œufs
- ephippia

Question 12

Effets écologiques du rayonnement UV

Answer 12

Effets photochimiques
- photodégradation du CDOM
- libération de sels nutritifs et des substrats de carbone
- production des ROS – « reactive oxygen species »
(type d’oxydant réactif comme superoxide et H2O2)

Effets photobiologiques

• effets directs : dégradation des biomolécules
• effets indirects : production de ROS toxiques

Question 13

Stratégies de protection contre le rayonnement UV

Answer 13

i. Évitement
- choix d’habitat
- migration
ii. Écrans naturels
- externe : CDOM
- interne : scytonémine, mycosporines, mélanine
iii. Quenching
-réaction avec les ROS
« reactive oxygen species »
caroténoïdes, enzymes
iv. Systèmes de réparation
- ADN
- photosystème 2

Question 14

Stratégies pour minimiser les pertes face au rayonnement UV

Answer 14

Présence de pigments protecteurs

Question 15

Zoobenthos

Answer 15

Le zoobenthos est l’ensemble des animaux aquatiques
vivant sur le fond. Il y a trois approches à leur classification
i. Classification en relation avec leur habitat :
 Habitats lentiques
- Zone littorale : plus de structure, plus d’espèces
- Zone profonde : plus de superficie, plus stable
 Habitats lotiques
- Grande richesse d’espèces
- Très important pour la structure et le fonctionnement des écosystèmes fluviaux.
ii. Classification fonctionnelle (mécanisme d’alimentation):
 Racleurs (brouteurs)
 Ramasseurs
 Filtreurs
 Déchiqueteurs
 Prédateurs
iii. Classification en relation avec leur groupe taxonomique
Dans les lacs :
 Oligochètes
- Tubificidae
- Naididae
 Diptères
 Mollusques
 Autres

Question 16

Caractéristiques physiques des rivières

Answer 16

i. ordre
ii. débit et micro-habitats
iii. fluctuations de débit
iv. zones principales
v. zone hyporhéique

Question 17

Caractéristiques biologiques des rivières

Answer 17

i. la dérive
ii. les spirales de sels nutritifs (cycles + advection)
iii. Concept d’un continuum fluvial
iv. Concept de la plaine inondable

Question 18

Les fleuves

Answer 18

-d’ordre élevé;
-dernier segment d’un écosystème lotique;
-débit important;
-lit majeur ou plaine inondable – la zone envahie par les
eaux en période de crue;
-ATTZ: « aquatic terrestrial transition zone » - zone de transition aquatiqueterrestre.

Question 19

Importance limnologique des oiseaux

Answer 19

i. Indices sur l’état de l’environnement :
 Biodiversité
 Bio-indicateurs
 Suivi à long terme
 Taux de reproduction
 Changements dans leurs habitats
 Contaminants (ex. les BPCs) 

ii. Impact sur l’environnement
 biologique sur les poissons et les plantes
 physique
ex., sur la mobilisation des sédiments au Cap Tourmente
 chimique
ex. au lac de Grand Lieu (le plus grand en France) ,
37% de la charge annuelle de N, 95% de la charge annuelle de P

iii. Hôtes de parasites