Le rôle des producteurs secondaires dans les réseaux trophiques planctoniques et le cycle du carbone des lacs et réservoirs du nord du Québec

L'objectif général de la thèse était de déterminer le rôle du zooplancton dans le cycle du carbone et les réseaux trophiques planctoniques des lacs et réservoirs oligotrophes du Nord du Québec. Une approche isotopique a été appliquée pour répondre à cet objectif. Dans le premier chapitre, nous avons comparé plusieurs estimés de la signature en carbone des algues obtenus en appliquant une série de méthodes utilisées dans la littérature. La signature en carbone algal obtenue à partir de la signature de la matière particulaire, corrigée pour la biomasse algale était similaire à celle d'un organisme herbivore du zooplancton tel que Daphnia. De plus, les signatures de ces deux approches étaient comparables à celles obtenues pour une série d'échantillons d'algue concentrée. Par contre, nous avons montré que la signature du phytoplancton calculée à partir de la signature du carbone inorganique dissout et du fractionnement algal était significativement différente des autres méthodes. Ces résultats impliquent que la forme du carbone fixé lors de la photosynthèse ainsi que le fractionnement algal doivent être précisément identifiés afin de déterminer la signature algale. Nos résultats montrent que les modèles prédictifs du fractionnement algal développés pour des espèces marines ne peuvent être appliqués en milieux d'eaux douces. Dans le second chapitre, les résultats de la comparaison de méthode pour déterminer la signature du carbone algal ont été appliqués afin d'évaluer l'importance des apports allochtones versus autochtone pour la communauté du zooplancton, dans des écosystèmes source de CO2 pour l'atmosphère tels que les réservoirs et les lacs boréaux. Nous avons montré que l'ensemble de la communauté du zooplancton dépendait des apports d'origine autochtone comme principale source d'alimentation. Cette conclusion était supportée par la similarité entre la signature en carbon du zooplancton et celle des algues. De plus, à partir d'une approche expérimentale, nous avons montré que le taux d'assimilation algal par le zooplancton était de six fois supérieur au taux d'assimilation bactérien. Ce chapitre montre que les producteurs primaires supportent la production du zooplancton, même dans les écosystèmes peu productifs où le carbone d'origine terrestre est dominant. Le chapitre 3 vise à déterminer les sources de variation de la signature en azote des organismes du zooplancton. Une partition de la variance a mis en évidence l'importance de la taxinomie et de la saisonalité pour expliquer les variations en δ15N du zooplancton. Nous avons montré que la signature en carbon des organismes peut prédire les valeurs de δ15N, mais ne permet pas de tenir compte des variations saisonnières. Par contre, la température de surface, en tenant compte des variations taxinomiques, a permis de prédire la signature le δ15N des organismes pour l'ensemble de nos données. Nous avons vérifié la validité de ce modèle en l'appliquant à d'autres données de la littérature. Cette analyse a indiqué que la température de surface permet de prédire les variations inter- et intra-écosystèmes dans les milieux oligotrophes et révèle l'existence d'une signature de base régionale qui ne peut être prédite par le modèle. De plus, cette étude montre que le zooplancton est une communauté complexe, représentant plusieurs niveaux trophiques dans la chaîne alimentaire. Cette caractéristique a des conséquences importantes pour la description de l'ensemble des réseaux trophiques. Le dernier chapitre de la thèse examine la dynamique du zooplancton lors de la mise en eau du réservoir LG-2. Les organismes dont le taux de reproduction est rapide (Rotifères et Cladocères) répondent en premier face à l'augmentation des ressources nutritives. Les variations de la biomasse totale du zooplancton lors des premières années de formation du réservoir étaient expliquées par une combinaison de variables physiques (temps de résidence, température et turbidité), chimiques (phosphore total) et biologiques (chlorophylle a). A partir des données récentes, nous avons montré les effets descendants du zooplancton sur la biomasse algale et sur ses conséquences sur les flux de carbone observés à l'interface eau-atmosphère. \n______________________________________________________________________________ \nMOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : zooplancton, carbone allochtone, carbon autochtone, isotopes stables, réseaux trophiques planctoniques, cycle du carbone, réservoirs, lacs, région boréale

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