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Laboratoire d'Ecogéochimie des Environnements Benthiques
UMR 8222

Charlotte Moritz (thèse soutenue le 14 juin 2010)

Charlotte Moritz

 

Modélisation déterministe de la dynamique de métacommunautés d'invertébrés benthiques : application aux Annélides polychètes en Mer Méditerranée.

 

Directeur : Jean-Marc Guarini, Co-directrice : Katell Guizien

 

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Résumé

Ce travail de thèse a pour objectif de contribuer à la compréhension des patrons de distribution et des mécanismes de coexistence des espèces benthiques des écosystèmes marins en utilisant une approche de métacommunauté (réseau de communautés reliées par la dispersion). Le cadre des métacommunautés permet d’obtenir des représentations explicites concernant les relations entre les processus locaux et régionaux, ainsi que leurs effets respectifs à la fois sur l’abondance des populations et sur la structure des communautés. Ce cadre semble pertinent dans le cas de la faune considérée puisque les stades benthiques (i.e. juvéniles et adultes) ont leur propre dynamique et le stade pélagique (i.e. larves) assure la dispersion des organismes à l’échelle régionale. L’étude des propriétés d’un modèle de métacommunauté d’invertébrés benthiques a mis en évidence l’importance des interactions locales et de la dispersion de larves sur la coexistence des espèces. Les résultats montrent plus particulièrement que les phénomènes de dispersion favorisent l’augmentation de la biodiversité locale tandis que les interactions entre individus (inter- et intraspécifiques) sont essentielles pour maintenir des niveaux d’abondance intermédiaires des populations benthiques. Une application du modèle aux annélides polychètes dans le Golfe du Lion (Méditerranée nord-occidentale, France), utilisant des relevés spatiaux d’abondance d’espèces, a permis d’identifier les principaux facteurs responsables de la diversité observée dans cette zone. Les résultats suggèrent que les processus hydrodynamiques à l’échelle du Golfe peuvent être l’un des facteurs influençant la répartition des populations locales, en créant un réseau structuré de zones d’import et d’export d’organismes. Enfin, une analyse de données de métacommunautés d’annélides polychètes a été réalisée pour différentes régions des mers de l’Europe du Sud (Mer Méditerranée et Mer Noire). L’analyse des relations rang-abondance à différents niveaux suggère que la distribution globale des populations de polychètes ne répond pas à des critères de neutralité mais est due à des processus de niches dans lesquels les interactions jouent un rôle primordial dans la structuration des communautés. Mots-clés: métacommunauté, modélisation écologique, dynamique de population, invertébrés benthiques, annélides polychètes, dispersion larvaire, connectivité.

Mots-clés : métacommunauté, modélisation écologique, dynamique de population, invertébrés benthiques, annélides polychètes, dispersion larvaire, connectivité.

 

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Abstract

The main objective of this work is to understand distribution patterns and coexistence of benthic species in marine ecosystems using a metacommunity approach. Metacommunity frameworks explicitly couple local and regional dynamics to disentangle their respective influence both on the abundance of the populations and on the global structure of the communities. They seem to be relevant to the case of the benthic fauna since benthic stages (i.e. juveniles and adults) have their own local dynamics, and since the pelagic stage (i.e. larvae) ensure dispersal at the regional scale. The design of a benthic invertebrate metacommunity model and the exploration of its properties highlighted the importance of local interactions and dispersal of larvae on the coexistence of species. Results underlined that dispersal increases local diversity while local interactions between individuals (inter- and intraspecific) are primordial to maintain populations at intermediate levels of abundance. Theoretical patterns were then compared to empirical patterns of the group of Annelid polychaetes in the Gulf of Lions (North Western Mediterranean Sea, France), using spatial data of species abundance, in order to identify the main deterministic factors leading to their observed diversity in this area. Results suggested that meso-scale hydrodynamics is a potential factor influencing the distribution of populations at local scale, creating a structured network of import and export areas. Finally, an extended data analysis was achieved for several polychaete metacommunities sampled in other regions of the Southern European Seas (Mediterranean and Black Seas). Inferences performed on the rank-abundance relationships suggest that the global distribution of polychaetes species cannot be attributed to neutral processes, but rather to niche processes where biotic interaction dynamics structure the communities. Key-words: metacommunity, ecological modelling, population dynamics, benthic invertebrates, polychaetes, larval dispersal, connectivity.

Key-words: metacommunity, ecological modelling, population dynamics, benthic invertebrates, polychaetes, larval dispersal, connectivity.

LECOB - 28/03/16

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